TMR角度传感器是什么以及它的特点

Release time：2022-12-05
author：Ameya360
source：网络
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　　TMR（隧道磁电阻）是指一种发生在磁性隧道结（MTJ）中的磁电阻效应，是由两个薄绝缘体及其隔开的铁磁体所组成的组件，在绝缘层相当薄（通常为几奈米）的情况下，电子可以从一个铁磁体隧穿过去另一边，其穿隧电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化。磁电阻效应是磁阻式随机存取内存（MRAM）与硬盘中的磁性读写头的科学基础，也被应用于传感领域。今天Ameya360电子元器件采购网将为大家进行介绍！

TMR角度传感器是什么以及它的特点

　　TMR磁传感器是由一个由介电势垒隔开的固定层和自由（传感）层所组成，如果外部磁场发生变化，则传感层的磁化强度会改变其大小和方向，这会导致MTJ电阻发生变化。但是，TMR角度传感器和TMR线性磁传感器之间存在一个重要区别，TMR磁传感器通常工作在TMR特性的线性范围内，而角度传感器则处于饱和区。换言之，传感层的磁化强度始终处于最大可能的幅度，并随着外部磁场角的变化而改变其方向矢量，这种方法的明显限制是角度传感器不能在低磁场下工作，典型角度传感器的工作磁场范围在25 mT和90 mT之间。

　　通过传感电阻的变化来检测角度

　　TMR效应的表现为材料堆叠（包括铁磁合金）的电阻变化，TMR堆栈的电阻与感应层和固定层之间的角度直接相关，因此通过检测电阻的变化，便可以进行角度的检测。TMR技术相较于其他技术具有许多优势，像是可进行全360°旋转辨别，且只对角度敏感，对外场强度不敏感，且因为采用了非接触式系统，因此不会产生机械磨损，可以远离灰尘和污染，也不受到机械振动的影响。

　　虽然基于TMR技术的传感器相对较新，但它们已经进入了各种工业和汽车应用，这些应用都需要监控旋转机械结构，像是电机轴和旋钮的角度、速度和方向的位置传感，都是角度传感器的典型应用。由于磁性测量原理、高灵敏度和低噪声，TMR磁传感器非常适合应用于转向角测量、无刷直流（BLDC）电机中电机通信的转子位置测量，以及用于车轮速度测量的速度感应（ABS传感器）与带有方向信息的曲轴速度和位置感应。

　　适用于低功耗、高灵敏度和极端温度的高精度传感器

　　由Crocus Technology所推出的磁传感器产品是基于其创新的XtremeSense? TMR技术，通过其特有CMOS平版印刷技术完整集成单片工艺，可在较宽的温度范围内实现高灵敏度、低噪声，这些磁传感器不仅具有高磁传感性能，还具备高温高可靠性，小尺寸、电流和热隔离、高频操作和低功耗等优点，提供出色的坚固性和稳定的性能，已经成为IoT领域和产业应用的理想检测解决方案。

　　本文要重点介绍的Crocus TMR角度传感器（2D传感器）则是由八个对磁场敏感的TMR电阻器组成，每个电阻器由多个MTJ（TMR组件）构成，可实现均匀磁场角度的精确测量。它优异的功能特性使其非常适合许多不同的操作环境，以及对准确性和快速响应很重要的应用，例如旋钮、编码器、电机／运动控制和许多其他应用。

　　结语

　　Crocus Technology基于TMR技术的2D角度传感器，是旧磁性2D传感器的理想替代品，该解决方案因为高CMOS集成能力，可支持单片IC，具备最低功耗、低角度误差和成本效益高等优势，将是工业、消费类产品角度传感应用的理想选择。


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轨对轨Hall传感器芯片的优势有哪些？
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轨对轨Hall传感器芯片的优势有哪些？

　　轨对轨霍尔传感器(Rail-to-Rail Hall Sensor)相较于非轨对轨霍尔传感器，在输出动态范围、信号精度、抗干扰能力及应用适应性等核心性能上具有显著优势，尤其适用于工业控制、汽车电子、精密测量等对信号质量和动态范围要求较高的场景。以下从具体技术特性和应用价值展开详细说明：　　PART01 输出动态范围更大，信号利用率更高：　　轨对轨霍尔传感器的核心优势在于其输出电压能覆盖电源轨的绝大部分范围(通常可达90%Vcc以上)。通过单极磁场响应设计，将输出电压摆幅最大化，使信号从接近地(GND)到接近电源(Vcc)的宽范围内变化。而非轨对轨霍尔传感器的输出范围通常仅覆盖电源轨的中间部分(如30%～70%Vcc)，导致信号动态范围受限。这种宽动态范围的优势在于：　　提升信号分辨率　　更大的输出摆幅意味着更精细的信号层次，能更准确地反映磁场强度的微小变化(如0.1Gs级别的磁场差异)，适用于需要高精度检测的场景(如工业扳机的行程控制、游戏键盘的按键力度检测)。　　兼容更多信号处理电路　　宽输出范围可直接与后续的ADC(模数转换器)、放大器等电路匹配，无需额外的电平转换电路，简化系统设计并降低成本。　　PART02 信号精度与线性度更优，适合精密测量　　轨对轨霍尔传感器通常采用先进的信号调理电路(如激光修整的薄膜电阻、温度补偿模块)，确保输出电压与磁场强度的线性关系更精准。通过轨对轨操作和温度稳定性设计，实现高精度的磁场-电压转换，其线性度和温度稳定性远优于非轨对轨产品。具体表现为：　　高线性度　　轨对轨霍尔传感器的线性误差通常小于0.1%/FS(满量程)，而非轨对轨产品的线性误差可能高达0.5%/FS以上，更适合需要精确测量磁场强度或物理量(如位置、位移、角度)的场景。　　低失调电压　　轨对轨设计通过优化电路布局和工艺，降低失调电压(通常小于10mV)，减少零点漂移，提高长期稳定性。　　PART03 抗干扰能力更强，适应复杂环境：　　轨对轨霍尔传感器普遍集成降噪技术(如先进的滤波电路、屏蔽结构)，能有效抑制环境中的电磁干扰(EMI)、电源噪声和机械振动噪声。通过低输出噪声设计(通常小于1mVrms)，确保在工业环境(如电机、变频器附近)中仍能输出稳定的信号。　　相比之下，非轨对轨霍尔传感器由于输出范围小，信号容易被噪声淹没，导致测量误差增大。轨对轨设计的宽输出范围使信号与噪声的比值(SNR)更高，抗干扰能力更强。　　PART04 应用适应性更广，满足专业场景需求：　　轨对轨霍尔传感器的宽动态范围和高精度特性，使其能覆盖更多专业应用场景，而非轨对轨产品通常仅适用于对信号要求较低的场合(如简单的开关控制)。具体应用包括：　　工业控制领域：　　精准位置检测　　如工业扳机的行程控制、游戏键盘的按键力度检测，需要传感器输出与机械位置线性相关的信号，轨对轨霍尔传感器的高线性度和宽动态范围能满足这一需求。　　电流/电压测量　　如变频器中的电流传感器、电源中的电压监测，需要传感器能处理宽范围的输入信号(如0-50A电流、0-100V电压)，轨对轨霍尔传感器的高动态范围能直接对应这些信号，无需额外的放大电路。　　汽车电子领域　　位置/角度传感　　如曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器，需要传感器在高温(-40°C至150°C)、高振动环境下保持稳定输出，轨对轨霍尔传感器的高温度稳定性和抗干扰能力能满足汽车级要求。　　电机控制　　如无刷直流电机(BLDC)的换向控制，需要传感器精确检测转子位置，轨对轨霍尔传感器的高线性度和快速响应(带宽>1MHz)能确保电机运行的平稳性和效率。　　消费电子领域　　精密输入设备　　如游戏手柄的摇杆位置检测、笔记本电脑的触摸板压力感应，需要传感器能检测微弱的磁场变化(如0.01Gs级别的磁场差异)，轨对轨霍尔传感器的高分辨率能满足这一需求。　　总而言之，轨对轨霍尔传感器的优势可概括为“更宽的动态范围、更高的精度、更强的抗干扰能力和更广的应用适应性”。这些优势使其在工业控制、汽车电子、消费电子等专业领域中，能替代非轨对轨霍尔传感器，成为高精度测量和控制的核心器件。　　对于需要高精度、宽动态范围、复杂环境适应的应用场景(如工业扳机、汽车曲轴位置检测、精密输入设备)，轨对轨霍尔传感器是更优的选择;而非轨对轨霍尔传感器则更适合对信号要求较低的简单场景(如普通的开关控制、低精度位置检测)。
2025-09-15 16:12 reading：478
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