Prinzipanalyse des Winkelsensors
Der Winkelsensor ist üblicherweise ein Drehgeber. Die Innenseite ist mit einem Gitter auf der Welle befestigt. Das Gitter wird durch die Drehung der Welle geschnitten. Wenn zum Beispiel kein Produkt mit 360 Impulsen vorhanden ist (360 Impulse pro Umdrehung), entspricht ein Impuls 1 °. Es liegt ein Absolutwert des Drehgebers vor, dessen Ausgangssignal winkelfest, binär, BCD oder Graycode ausgegeben wird.
Es gibt auch einen Hall-Winkelsensor, der die Winkeländerung hauptsächlich durch ein Magnetfeld erfasst. Der Winkelsensor der RB100-Serie ist ein programmierbarer Winkelsensor, der mit einem separaten Sensorchip unter Verwendung der Tria⊗isTM-Technologie entwickelt wurde.
Die traditionelle planare Hall-Technologie kann nur die Stärke des Magnetfelds senkrecht zur Oberfläche des Chips erfassen. während die Tria⊗isTM Triaxial Hall sowohl die vertikale als auch die magnetische Feldstärke parallel zur Oberfläche des Chips erfassen kann. Dies wird erreicht, indem eine Schicht aus magnetischem Material IMC® auf der Oberfläche des CMOS-Chips abgeschieden wird (mit zusätzlichen nachfolgenden Schritten).
Der Chip erfasst ein Magnetfeld parallel zur Oberfläche des Chips und arbeitet mit einem geeigneten Magnetkreis, um eine absolute Winkelposition von 0 bis 360 Grad zu erfassen. In Kombination mit der richtigen Signalverarbeitung rotiert das Magnetfeld eines kleinen Magneten (radiale Magnetisierung) über die Oberfläche des Chips und seine Intensität kann berührungslos gemessen werden (siehe Abbildung). Die Information des Winkels kann aus den zwei Vektorkomponenten des Magnetfeldes (zum Beispiel Bx und By) berechnet werden.
Die Winkelsensoren der RB100-Serie verwenden die Drei-Achsen-Hall-Technologie. Das Hall-Signal wird über eine differenzielle, analoge Verarbeitungskette unter Verwendung klassischer Drift-Spannungsunterdrückungstechniken (Hall-Element-Vierphasen-Rotation und Chopper-Verstärker) verarbeitet und kann eine Auflösung von 14 Bit erreichen ( Digitalsignal).
Die Änderung der Magnetfeldstärke, die durch die Änderung des Magnetfeldspalts, der Temperaturänderung und der Alterung verursacht wird, ist äquivalent zu den beiden Signalen, so dass das erhaltene Winkelsignal selbst die Eigenschaften einer adaptiven Kompensation aufweist. Dieses Merkmal verbessert die Temperaturschwankung des Chips im Vergleich zu dem herkömmlichen linearen Hall-Chip erheblich.
