【中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng) 技術(shù)前沿】 在過(guò)去幾年里，一系列新的終端市場(chǎng)和應(yīng)用開(kāi)始涌現(xiàn)，推動(dòng)了對(duì)更高性能位置傳感器的需求。這在磁性位置傳感器IC領(lǐng)域尤為明顯，此類(lèi)傳感器的供應(yīng)商已經(jīng)響應(yīng)市場(chǎng)的急切呼喚，開(kāi)始推出新產(chǎn)品，專(zhuān)為快速發(fā)展的機(jī)器人和無(wú)人機(jī)市場(chǎng)量身定制。新型磁性位置傳感器更加智能，可提供更高的分辨率和精度，更小更輕，而且功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其前代產(chǎn)品。本文將簡(jiǎn)述一下磁性位置傳感器的歷史，以及它們以往所服務(wù)的終端市場(chǎng)和服務(wù)方式，然后深入探討當(dāng)今新一代器件中引入的特殊的新功能和性能。最后，聚焦機(jī)器人和無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，分享這些新式的創(chuàng)新型磁性位置傳感器的幾個(gè)用例。

霍爾磁性位置傳感器已經(jīng)問(wèn)世很長(zhǎng)一段時(shí)間了，但隨著汽車(chē)、消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用終端市場(chǎng)的不斷電氣化，它們?nèi)缃裨谶@些應(yīng)用中的使用仍然在增加。例如，在汽車(chē)領(lǐng)域，磁性位置傳感器目前用于諸如轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、變速器、換檔器、底盤(pán)高度、踏板、油量感測(cè)等車(chē)輛子系統(tǒng)。而自動(dòng)駕駛車(chē)輛的激增只會(huì)促進(jìn)其用量需求。在消費(fèi)領(lǐng)域，它們廣泛用于白色家電的門(mén)位置檢測(cè)。在工業(yè)市場(chǎng)領(lǐng)域，它們用于為控制系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人提供執(zhí)行器、杠桿和操縱桿位置反饋。此外，在所有市場(chǎng)中，它們都大量用于輔助電機(jī)控制。

磁性位置傳感器得到如此廣泛的使用的主要原因是它們可以由低成本的CMOS半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并且可以在最?lèi)毫拥沫h(huán)境中提供準(zhǔn)確、可重復(fù)、可靠的位置測(cè)量。磁性位置傳感器不受灰塵、泥土、污垢和液體的影響，并且可以在高溫、高濕的環(huán)境下工作。一些供應(yīng)商，例如艾邁斯半導(dǎo)體，甚至提供免受雜散場(chǎng)影響的磁性位置傳感器。

CMOS磁性位置傳感器已經(jīng)整合進(jìn)各種常見(jiàn)的表面貼裝和單列直插通孔式IC封裝中，對(duì)于上述提到的大多數(shù)應(yīng)用而言，此類(lèi)封裝已經(jīng)足夠小了。同樣，CMOS磁性位置傳感器的典型功耗耗為幾十毫安。這仍然是傳統(tǒng)汽車(chē)、工業(yè)和消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)可承受的功耗水平。

然而，隨著汽車(chē)的快速電氣化，連接到物聯(lián)網(wǎng)的新型消費(fèi)產(chǎn)品層出不窮，工業(yè)設(shè)備和工廠通過(guò)使用機(jī)器人和人工智能變得越來(lái)越高效和智能化，過(guò)去的磁性位置傳感器不再適合?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)人員普遍認(rèn)為，它們的物理尺寸和功耗都過(guò)大，而且精度不足以滿(mǎn)足系統(tǒng)的性能目標(biāo)。

當(dāng)前正致力于為輕工業(yè)、醫(yī)療和太空探索等終端市場(chǎng)研制新型機(jī)器人的設(shè)計(jì)工程師，對(duì)傳統(tǒng)的磁性位置傳感器也持相同的看法。在這三個(gè)終端市場(chǎng)中，機(jī)器人設(shè)計(jì)師都需要超小型且超低功耗的磁性位置傳感器，以生產(chǎn)非常小巧的高精度機(jī)器人手臂。機(jī)器人手臂將用來(lái)完成復(fù)雜精細(xì)的任務(wù)，例如組裝電子元器件、執(zhí)行各種腹腔鏡手術(shù)以及在遙遠(yuǎn)的行星上拾取小礦石和沉積物樣品等。

迅速發(fā)展的無(wú)人機(jī)市場(chǎng)也是如此，尺寸、重量和低功耗是實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間飛行任務(wù)的關(guān)鍵需求，在無(wú)人機(jī)的攝像頭云臺(tái)領(lǐng)域，超小型和超低功耗的磁性位置傳感器尤其必不可少。磁性位置傳感器用于無(wú)人機(jī)的攝像頭云臺(tái)，為云臺(tái)的無(wú)刷直流電機(jī)提供換向反饋，并提供三維的齒輪角度位置反饋。如果沒(méi)有這些磁性位置傳感器，攝像頭的穩(wěn)定性不足以提供令人驚嘆的攝影效果。