介绍
在许多机械系统的控制和监测中，检测位置或速度的能力是一个基本要求。在电动执行器等应用中，慢速位置测量历来使用电阻电位器。188比分直播吧在高速应用如伺服电机，光学编188比分直播吧码器已被典型地使用。
虽然电位计廉价，但它们的缺点是作为运动接触的组件的缺点，它带来了机械接触磨损和易受损坏的相关问题，包括水分和污垢进入。光学编码器提供高精度，但由于其施工的复杂性，价格较高。工程师可以通过使用实现霍尔效应感测的非接触式旋转磁角传感器来解决这种困境。
Magalpha传感器提供以下优惠：
- 角度分辨率从8到14位，具有SPI, ABZ, PWM和UVW接口选项
- 无接触磁感测，可实现高可靠性和长应用寿命
- 节省成本,节省空间的包
- 轴磁铁支撑件或侧面的机械柔韧性
MPS Magalpha传感器利用专有的垂直霍尔板元件阵列，可感知测量的磁场的水平矢量。该字段通常来自位于传感器上方或侧面的偶极子，径向偏振磁体。Magalpha Hall阵列的传感技术支持许多磁体到传感器位置（见图1）。
图1:轴拓扑支撑的端部和侧面
传感器前端包含具有不同取向的霍尔元素的专有排列。该阵列以高速（每1μs）连续进行采样，并产生内部信号波形，其具有近似的正弦形式。该波形的过零点处的相位角直接涉及测量的角度。角度样本使用快速计数器数字化，其值反映每个测量时段中的过零点的相位。图2给出了典型的采样波形。这些累积的样本被传递到一个低延迟的数字滤波块，以平均噪声和增加传感器输出的分辨率。根据过滤器的深度，分辨率可达14位(3-sigma)。
MPS调用此专有的“阶段 - 数字化”技术纺丝TM。它与传统的X-Y霍尔板和弧形切线计算技术不同。传统的弧形切线的算法可以具有数百微秒的延迟，从而产生明显的角度滞后（报告的角度与真实机械角度）。由于前端的快速采样率和数字滤波器的低延迟设计，因此从输出接口处获得的前端捕获的角度滞后通常仅为10μs。
这允许Magalpha传感器以非常高的旋转速度捕获具有低延迟的角度。由于延迟固定在大约10μs，因此恒定转速的滞后仅仅是10μsx的转速（以每秒为单位）。例如，在50,000rpm处，从采集到输出的角度滞后将是每秒300,000度×10μs= 3度。
这SpinAxisTM与竞争磁性溶液相比，技术还支持更广泛的磁场强度，例如使用磁阻（GMR）或基于各向异性磁阻（AMR）的材料的磁性溶液。Magalpha传感器可以支持15亿到100万亿倍的现场优势。这在磁体材料选择和磁铁到传感器定位方面提供了更大的设计灵活性。
图2:SpinAxisTM技术
数字滤波器块
数字滤波器块在每个MagAlpha传感器类型中进行了优化，以匹配目标应用。滤波器深度(处理的样本数量与时间的关系)影响传感器的最终输出分辨率，越大的滤波器深度(更多的样本)给出更高的分辨率。
更深的滤波器深度的后续效果是滤波器带宽随着分辨率的增加而减小（因为需要更长的时间来处理更多样本）。同样，随着带宽降低，滤波器的相关时间常数增加。这对循环响应时间具有效果，并确定传感器在用于动态变化或旋转速度变化的系统中时如何执行。过滤时间常数（TAU）对于Magalpha系列的范围从1毫秒到16毫秒。该值可用于在加速度或减速期间计算产生的角度滞后错误。速度变化下的角度滞后误差是每秒每秒度数的速度变化率（即加速/减速）乘以TAU价值。以后的文章将更深入地探讨这种影响以及如何为应用程序选择合适的带宽。
传感器家庭
基于预期应用程序，已经使用不同的性能和输出接口类型创建了几种Magalpha设备。所有Magalpha传感器在SPI总线上输出数字角度值，并在某些设备中也在SSI上。此外，特定变体还提供增量正交ABZ编码器输出，PWM输出或用于电机控制的UVW换向信号。其他特征包括可选择的磁场检测阈值以检查磁体位置和场强，用于侧轴模式的输出线性化寄存器，以及可编程零位置偏移。
侧轴线性化允许传感器调节霍尔阵列的x或y轴的增益，以补偿在该模式中存在的附加磁场矢量，并重新获得线性输出响应。零偏移调整意味着不需要将磁极磁极的手动对准到传感器方向。可以在软件中调整偏移物，以便所需的零角度位置。所有可编程功能都可以存储在非易失性的片上EEPROM存储器中。每个开机后，这些设置会自动加载。图3显示Magalpha传感器的通用框图。
图3：通用Magalpha框图
全方位的Magalpha零件摘要见下表:
188比分直播吧 |
部分 |
特性 |
万能角度编码器 执行器 |
10位高带宽（3kHz） - 适用于动态，闭环控制应用188比分直播吧 |
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位置/速度控制 |
12位中等带宽(390Hz) -适用于通用控制 |
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低场12位，带宽低（90Hz） - 优化侧轴模式/低场 |
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14位低带宽（23Hz） - 高分辨率，慢速应用188比分直播吧 |
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9到14位具有可配置的滤波器带宽-可调应用程序 |
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BLDC（UVW输出）的通用角度编码器 |
与MA702相同，但无刷电机采用UVW换相信号 |
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伺服电机和执行器 |
MA301 |
与MA710相同，但具有无刷电机的UVW换向信号，针对侧轴模式/低场进行了优化 |
9至14位，可配置过滤器带宽，可调于应用，UVW for无刷电机 |
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更换BLDC换向的三个霍尔开关 |
UVW输出，1到8极对仿真 |
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低功耗应用188比分直播吧 |
MA780 |
8至12位与自动样品循环，3mmx3mm qfn |
MA782 |
8到12位自动取样循环，2mmx2mm QFN |
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人机界面，速度<200rpm |
8位SPI输出 |
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8位SPI输出，64脉冲每转ABZ |
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8位SPI输出，PWM输出 |
这MA7xx家庭具有9到14位的SPI输出分辨率，并支持SSI，ABZ和PWM接口。该系列适用于任何一般的角度感测或速度传感应用，包括致动器，编码器和面向现场的电机控制（Foc）。188比分直播吧族的新增添加包括MA732，它允许用户编程数字滤波器参数，以进行分辨率，时间常数和启动时间，以及可调ABZ滞后。
这MA780和MA782适用于需要低平均功耗的应用，如电池188比分直播吧供电的设备。它们具有自动睡眠、唤醒和采样周期的低功耗模式。MA780来在一个3mmx3mm QFN包，而MA782来在一个微型2mmx2mm QFN包。
这MA3XX.系列特性从9到14位的SPI输出分辨率，并支持ABZ，和UVW接口。该UVW接口可以取代电机换向信号产生的三个独立霍尔传感器发现在许多三相无刷电机。使用一个简单的偶极磁铁，MA3xx家族能够模拟三个霍尔传感器的波形，并产生UVW输出支持转子与1至8极对。
使用具有UVW换向的SPI角度或ABZ编码器输出的这种组合允许非常紧凑的无刷伺服电机实现。这在非常小的直径微电机中是有用的，在那里不可能在定子绕组中嵌入三个霍尔开关。
MA330允许在伺服电机控制中更好地编程用于环路带宽优化的数字滤波器参数，以及可调节的ABZ滞后，以支持给定分辨率设置的每个回合计数的更高脉冲。
对于只希望更换三个大厅传感器188比分直播吧的非伺服应用，MA102是仅提供UVW信号的最小特征解决方案。这些具有互补的输出极性，用于将来自传感器布线织机的更大的信噪比性能回到电机控制器。
用于汽车应用，188比分直播吧MAQ470和MAQ430.分别是AECQ 1级版本的MA702和MA302 12位角度传感器。这些支持-40°C到+125°C的操作，适用于车辆应用中的机舱和车身传感器电子。188比分直播吧典型的应用包括信188比分直播吧息娱乐控制、HVAC襟翼角度控制和弹出式门把手。
最后，对于简单的旋转用户界面应用程序，188比分直播吧ma8xx.8位零件的家庭提供了一种成本效益的方法来取代机械旋转开关或电位计。这些也具有在所有Magalpha部件中提供的磁场阈值检测功能，其允许将按钮动作实现到旋转旋钮设计中。
所有MagAlpha传感器都采用节省空间的3mmx3mm QFN封装(除了MA782的2mmx2mm QFN)，并从3.3V电源运行。电流消耗通常在10mA到13mA范围内，在新的MA780和MA782低功率部件中可能有微安平均电流。
更多关于MagAlpha传感器家族的信息，请访问//hkjx8866.com/en/products/sensors/position-sensors.html
Magalpha系列的下一篇文章将讨论数字滤波器操作如何确定输出分辨率以及不同的过滤器带宽如何影响角度滞后。
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