基于MLX90316的磁性角度传感器的设计方案
本方案中所设计的整个系统重点分析了信号采集模块的实现原理和影响测量精度的机械结构，通过微处理器实现角度值的解算，在此基础上编写软件算法。实验证明本方案所设计的角度传感器的精度能达到0.5度，可广
泛运用于汽车、电机等工业领域中，满足所要求的技术指标。
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1.引言
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角度传感器广泛应用于汽车、机械、航空、航天、航海、工业自动化等领域。它主要分为接触式和非接触式两种，由于接触式的角度传感器随着使用时间的增长，会存在机械磨损、精度降低、经常维修甚至更换新设备等缺点，这不仅提高了生产成本还容易使被测设备的质量没保证，而非接触式角度传感器则克服了这些缺点。常用的非接触式角度传感器有光电式和磁电式的。光电式的虽然精度比磁电式的高，但对环境要求苛刻、抗震性也较差，因此也就不适用于环境较复杂的工业场所。正是基于这些问题，设计一种基于磁电式的角度传感器，它具有成本低廉，抗干扰性高，分辨力在0.5度以内等优点。
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2.系统总体设计原理
传感器项目 规划设计方案规划设计/投资分析/实施方案
摘要 传感器作为现代信息产业的重要神经触角，是新技术革命和信息社会 的重要技术基础，广泛应用于各行各业。目前世界发达国家都大力布局传 感技术产业，中国的传感器市场发展很快，但本土高端传感器技术与世界 发达国家水平相比仍存在明显差距，很多核心技术都掌握在国外企业的手里，因此还有较大的提升空间。传感器是信息社会的重要技术基础，它 也是当前各发达国家竞相发展的技术。目前，活跃在国际市场上的仍然是 德国、日本、美国等国家。相比而言，我国的传感器产业发展较慢，80%以 上的传感器都依靠进口。我国物联网发展一直无法突破，缺乏“感知能力”正是一个重要原因。传感器产业的发展大体可分三个阶段：20世纪50 年代伊始，结构型传感器出现;20世纪70年代开始，固体型传感器逐渐发 展起来;20世纪末开始，智能型传感器出现并得到快速发展。到2025年，物联网带来的经济效益将在2.7万亿到6.2万亿美元之间，其中传感器作 为物联网技术最重要的数据采集入口，将迎来广阔的发展空间。流量传 感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额。我国对MEMS传 感器的研究虽然起步较晚，但重视程度深，投入力度大，出台了多项政策 文件，从关键技术研发、产业应用等多角度大力支持MEMS传感器的发展。 近年来，我国MEMS传感器持续保持快速增长。从产业链来看，我国智 能传感器产业生态也逐渐趋于完备，设计制造，封测等重点环节均有骨干 企业布局。这些传感器的生产企业主要集中在长三角地区，并逐渐形成以
北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。从企业分布来看，传感器企业主要分布在华东地区、京津及东北地区、珠三角地区、中西部地区四大产业聚集区。其中，华东地区传感器企业数量最多，后面是珠三角地区、京津及东北地区、中西部地区。此外，传感器产业伴随着物联网的兴起，在其它区域，如陕西、四川和山东等地也逐步发展起来。目前，我国国内供给能力不足，跨国公司占据超过60%的市场份额，特别是高端产品几乎全靠进口补给，80%的芯片依赖国外;剩余的份额也只要集中在几家上市公司手中，占领国内MEMS市场的40%以上;国内MEMS企业中70%的是中小企业，产品主要集中在中低端。中国MEMS 传感器市场的起步和发展与中国3C产品(包括计算机、通信和消费类电子产品)及汽车电子产品保持快速增长、全球电子整机产业向中国转移密切相关，而智能手机又是3C产品中MEMS传感器应用最为集中的领域，因此中国MEMS传感器的市场构成以汽车电子和智能手机相关传感器为主。分行业来看，消费电子目前是中国MEMS传感器最大的应用领域，其次是工业控制和汽车电子，三者合计占据总市场份额的75%以上。未来几年，伴随着新产品和新应用在汽车电子、以智能手机和平板电脑为代表的3C产品和医疗电子中进一步渗透，压力传感器、加速度传感器、微机械陀螺和麦克风等4类重要传感器之外，主要应用于医疗电子的生物微流控系统和应用于智能手机的微镜阵列的市场份额也将进一步增加。物联网、云计算、大数据、人工智能应用的兴起，推动传感技术由单点突破向系统化、体系化
传感器项目 可行性方案 规划设计/投资分析/产业运营
传感器项目可行性方案说明 我国传感器行业发展痛点为：关键技术有待突破。国内传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用等高端方面与国际水平差距巨大，中高档传感器产品几乎完全从国外进口，绝大部分芯片依赖国外，国内缺 乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力；在设计技术、 封装技术、装备技术等方面存在的差距也较大。国内尚无一套有自主知识 产权的传感器设计软件，国产传感器可靠性比国外同类产品低1-2个数量级，传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口，部分传感器工艺装备研 发与生产被国外垄断。我国传感器技术的核心及关键技术都有待突破，技 术研发及创新能力亟待提升。企业竞争实力不足。我国的传感器企业虽 然数量众多，但大部分都属于中小型企业，且大都面向中低端领域，基础 薄弱，研究水平不高，整体规模及效益较差。许多企业都是引用国外的芯 片加工，自主创新能力薄弱，自主研发的产品较少，产品结构缺乏合理性，在高端领域几乎没有市场份额。企业的技术实力较弱，很多是与国外合作 或进行二次封装，已经突破的科研成果转化率低，产业发展后劲不足，综 合实力较低。从目前市场份额和市场竞争力指数来看，外资或国际企业仍 占据着有利地位，国内传感器企业的发展面临巨大挑战。国际差距明显。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与国际发达国家相比仍存在明
显差距。利好政策推动行业快速发展：2014年以来，我国政府出台了多项战略性、指导性政策文件，推动我国传感器及物联网产业向着融合化、创新化、生态化、集群化方向加快发展。2017年5月，工信部聚焦智能终端、物联网、智能制造、汽车电子等重点应用领域，有效提升了中高端产品供给能力，推动了我国智能传感器产业加快发展。总体目标是，到2019年，我国智能传感器产业取得明显突破，产业生态较为完善，涌现出一批创新能力较强的国际先进企业，技术水平稳步提升，产品结构不断优化，供给能力有效提高。在国家政策的大力支持下，本土传感器企业有望提升技术从而摄取更多的市场份额。2017年12月，工信部明确提出要重点发展智能传感器等相关产业，智能传感器技术产品实现突破，支持微型化及可靠性设计、精密制造、集成开发工具、嵌入式算法等关键技术研发，支持基于新需求、新材料、新工艺、新原理设计的智能传感器研发及应用。到2020年，压电传感器、磁传感器、红外传感器、气体传感器等的性能显著提高。在模拟仿真、设计、MEMS工艺、封装及个性化测试技术方面达到国际先进水平，具备在移动式可穿戴、互联网、汽车电子等重点领域的系统方案设计能力。物联网产业发展：一般来说，物联网在结构上通常划分为感知层、网络层和应用层三个部分。其中，感知层作为数据采集的源头，是物联网实现的基础。在感知层，最重要的组件就是各种各样的传感器。在物联网产业的推动下，智能手机、可穿戴、虚拟现实、智能硬件、视频交互与安防监控、机器人、3G/4G通信技术的普及，5G技术
TLE5012B英飞凌Infineon 360°角度传感器GMR巨磁阻 Infineon TLE5012B GMR-Based Angle Sensors 英飞凌TLE5012B 基于GMR 的角度传感器是一款360°角度传感器，可检测磁场的方向。这是通过使用单片式集成巨磁阻（iGMR）元件测量正弦和余弦角分量来实现的。可对原始信号（正弦和余弦）在内部进行数字处理以计算磁场（磁铁）的角方向。TLE5012B 是经过预校准的传感器。校准参数存储在激光引信中。启动时引信值被写入双稳态多谐振荡器触发电路中，在其中这些值可由具体应用的参数进行修改。数据通信通过一个兼容SPI 的双向同步串行通信接口(SSC)实现。传感器配置存储在寄存器中，可由SSC 接口进行访问。 特点 巨磁阻（GMR）原理 集成磁场感应用于角度测量 360°角度测量，有转数表和角速度测量 两个单独的高精度单位SD-ADC 绝对角度值在输出端的15 位表示( 0.01°的分辨率) 正弦/余弦值在接口上的16 位表示 使用周期和温度范围内最大为1.0°的角度误差，并有激活自校准功能 达8Mbit/s 的双向SSC 接口 有诊断功能和状态信息，支持安全完整性等级（SIL） 接口：SSC、PWM、增量接口(IIF), 霍尔开关模式(HSM), 短PWM 码(SPC, 基于SAE
J2716 中规定的SENT 协议) 输出引脚可配置（编程或预配置）为推挽或开漏 SSC 或SPC 接口为开漏配置时，可以实现一条线上多个传感器的总线模式工作0.25μm CMOS 技术 汽车级：-40°C 到+ 150°C（结温） ESD > 4kV (HBM) 符合RoHS（无铅封装） 不含卤素 应用：电换向电机，旋转开关，转向角测量，通用角测量 方框图Block Diagram
机器人设计方案 一、设计要求 设计一具有独立前进、转弯、后退、避障、救人等功能的救援机器人。 二、设计任务 1.电子控制组：设计好控制电路及原理图，各类传感器电路及稳压电源，并制作成 独立模块，按程序要求进行调试（超声波、雷达和红外线传感器的感应距离）。 2.机械设计组：设计机器人各部分结构（包括机械手、身躯、底盘）以及各类传感 器模块的安装。 3.程序设计组：按照具体设计要求进行编程及调试、烧录等工作。 三、设计思路 机器人在封闭场地内利用红外线传感器自动搜索安装了红外线发射管的洋娃娃。 一旦发现目标便向目标靠近，途中发现障碍物则侧移距离L或转弯角度a然后继续前进，当机器人与洋娃娃之间距离达到S（此时红外线传感器比超声波传感器或雷达优先级更高）时，触发控制机械臂抓向小人，机械臂的“手指”部分装有压力传感器（或轻触开关代替触觉传感器实现），当抓紧小人时触发单片机控制（入口设一200W 白炽灯光感返回或者程序倒退返回）机器人返回，并翻转电机松开洋娃娃。 四、场地模拟 有一封闭场地并设立一入口， 反转松开小人并复位。 五、机器人运作流程图：
六、 电路模块设计 1.超声波发射电路：
2.超声波接收电路： 4.红外线接受电路 5.直流电机的驱动电路 6.5V 与12V 直流电源电路 7.压力或触觉传感器 8.步进电机驱动电路（1）：
步进电机驱动电路（2） 环境虚拟到内存以二维数组 存储（一个元素代表一个固 机器行走时记录行走过的位 置（只有正向行走时才记录）。 机器人救援分成三部分：循迹、 救援、返回。循迹又分找到前 和找到后（大概方位）。 4、 个部分流程图如下： 机器人俯视图 可以保证只接受到一个直线放 向的红外线而不被其他方向的 红外线干扰，在机器人前方装 有5个或7个红外线接收头，数目越多搜索越精确。
磁敏传感器/元件及其工业应用 徐开先，李洪儒 沈阳仪表科学研究院 1磁敏元件概述 随着科学技术水平的不断提高，磁敏元件在信息产业、工业自动化、能源电力、交通运输、电力电子技术、家用电器、医疗设备等行业得到了快速普及和发展，特别是在测量和控制领域已经越来越成为不可或缺的产品。 1.1定义 磁敏元件是对磁信号或者是对能够转变为磁信号的那些信号参数敏感的元件，具有把磁学物理量转换为电信号的功能。 1.2磁敏元件分类 目前所能制造的磁敏元件从材料、结构、原理等角度综合考虑，大致可分为以下类别： 通过磁敏元件制成的传感器可以检测很多物理量，例如：速度、角速度、线性位置、线性角度、位移、振动、力、压力、转速、加速度、流量、电流、电压、电功率等。它不仅可实现非接触测量，而且不从磁场中获取能量。 磁敏元件的优点是结构简单，体积小，易于集成化，耐冲击，频响宽（从直流到微波），动态范围大，而且可以实现无接触检测，不存在磨损，抗污染，不产生火花，使用安全，寿命长，在测量技术、自动控制和信息处理等方面有着广泛的应用。 1.3磁敏元件的国内现状及发展趋势 国内的磁敏元件经过三十余年的发展，从目前的研究与开发情况看，除巨磁阻器件还存有差距以外，常用的其它磁敏器件如霍尔元件，霍尔集成开关、磁阻元件等在技术水平上已经基本与国外同类产品相当。国内的磁敏元件主要生产厂商有中科院半导体所，沈阳仪表科学研究院，南京中旭微电子公司等单位。但限于生产规模和成本，市场上大量销售和使用的依然是国外进口产品，主要生产厂家有日本索尼、东芝、旭化成、美国霍尼韦尔、Allegro 、荷兰菲利普等。国内的产品与国外的产品相比差距主要体现在： a.生产规模小，成本高。 b.部分元件的稳定性、可靠性差。 c.实际应用且具有一定规模的领域少。 d.科研成果转化慢，生产条件配套性差，缺少资金投入。 2 几种典型的磁敏元件 2.1霍尔元件 霍尔元件是根据霍尔效应原理制造的一种磁测量器件。霍尔元件在制作工艺上可以分为单晶型和薄膜型两种。在霍尔元件的制造材料上分，主要有InSb 元件、GaAs 元件和Si 霍尔元件。InSb 霍尔元件目前能占到霍尔元件全部市场份额的70％~80％，其他材料的霍尔元件只占市场的很少部分。霍尔元件是半导体磁敏传感器中最成熟和用量最大的产品。 磁 敏元件 半导体磁 敏元器件 硅集成霍尔元器件 金属及其合金磁敏元器件 分立元件 Z 效应频率输出磁敏器件：Si 磁控可控硅：Si 磁敏三极管：Si 磁敏二极管：Ge 、Si 结型元件 电磁感应线圈 强磁体磁阻元件 超导量子干涉器件 威根德器件 霍尔元件：Ge 、Si 、InAs 、GaAs 、InSb 磁阻元件：InSb 、InSb/NiSb 体型元件 （含薄膜元件） 开关型集成霍尔器件 线性集成霍尔器件
传感器项目 规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营
传感器项目规划设计方案说明 传感器最早出现于工业生产领域，主要被用于提高生产效率。随着集 成电路以及科技信息的不断发展，传感器逐渐迈入多元化，成为现代信息 技术的三大支柱之一，也被认为是最具发展前景的高技术产业。正因此， 全球各国都极为重视传感器制造行业的发展，投入了大量资源，目前美国、欧洲、俄罗斯从事传感器研究和生产厂家均在1000家以上。在各国持续推 动下，全球传感器市场保持快速增长。随着全球市场对传感器的需求量不 断增长，传感器市场规模仍将延续增长势头。我国传感器制造行业发展 始于20世纪60年代，在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产 单位;1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年，诞生 中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年，国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。20世纪90年代以后，硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多 晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产，传 感器技术及行业均取得显著进步。进入21世纪，传感器制造行业开始 由传统型向智能型发展。智能型传感器带有微处理机，具有采集、处理、 交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。由于智能型 传感器在物联网等行业具有重要作用，我国将传感器制造行业发展提到新
的高度，从而催生研发热潮，市场地位凸显。同时，受到汽车、物流、煤 矿安监、安防、RFID标签卡等领域的需求拉动，传感器市场也得到快速扩张。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与发达国家相比仍存在 明显差距。这种差距体现在：产品品种不全、规格少，新品欠缺;科技创新差，拥有自主知识产权的产品少;工艺装备落后，产品质量差;人才资源匮乏，产业发展后劲不足;统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节;政府重视不够, 对传感器技术重要性的认识滞后于计算机 技术和通讯技术。正因此，美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成 份额，而中国仅占到10%左右。企业竞争方面，中国传感器市场七成左 右的份额被多家主要参与全国传感市场的外资企业占据。而我国传感器 制造行业多以中小企业为主，主要集中在长三角地区。2017年，我国规模 以上传感器制造企业数量为298家，比上年增加7家。其中中小型企业数 量占据绝大部分，大型企业数量较小。虽然暂时处于落后，但中国企业 并未毫无追赶机会。例如，在世界范围内传感器增长最快的汽车领域，中 国就已占据着一定地位。数据显示，中国占全球汽车传感器市场份额达到14.20%，仅次于欧洲，超过了美国和日本。总体来说，在传感器系统向 着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展下，我国企业仍有弯 道超车的机会，未来有望出现产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。
传感器项目规划设计方案 投资分析/实施方案
传感器项目规划设计方案 传感器最早出现于工业生产领域，主要被用于提高生产效率。随着集 成电路以及科技信息的不断发展，传感器逐渐迈入多元化，成为现代信息 技术的三大支柱之一，也被认为是最具发展前景的高技术产业。正因此， 全球各国都极为重视传感器制造行业的发展，投入了大量资源，目前美国、欧洲、俄罗斯从事传感器研究和生产厂家均在1000家以上。在各国持续推 动下，全球传感器市场保持快速增长。随着全球市场对传感器的需求量不 断增长，传感器市场规模仍将延续增长势头。我国传感器制造行业发展 始于20世纪60年代，在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产 单位;1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年，诞生 中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年，国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。20世纪90年代以后，硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多 晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产，传 感器技术及行业均取得显著进步。进入21世纪，传感器制造行业开始 由传统型向智能型发展。智能型传感器带有微处理机，具有采集、处理、 交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。由于智能型 传感器在物联网等行业具有重要作用，我国将传感器制造行业发展提到新
的高度，从而催生研发热潮，市场地位凸显。同时，受到汽车、物流、煤 矿安监、安防、RFID标签卡等领域的需求拉动，传感器市场也得到快速扩张。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与发达国家相比仍存在 明显差距。这种差距体现在：产品品种不全、规格少，新品欠缺;科技创新差，拥有自主知识产权的产品少;工艺装备落后，产品质量差;人才资源匮乏，产业发展后劲不足;统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节;政府重视不够, 对传感器技术重要性的认识滞后于计算机 技术和通讯技术。正因此，美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成 份额，而中国仅占到10%左右。企业竞争方面，中国传感器市场七成左 右的份额被多家主要参与全国传感市场的外资企业占据。而我国传感器 制造行业多以中小企业为主，主要集中在长三角地区。2017年，我国规模 以上传感器制造企业数量为298家，比上年增加7家。其中中小型企业数 量占据绝大部分，大型企业数量较小。虽然暂时处于落后，但中国企业 并未毫无追赶机会。例如，在世界范围内传感器增长最快的汽车领域，中 国就已占据着一定地位。数据显示，中国占全球汽车传感器市场份额达到14.20%，仅次于欧洲，超过了美国和日本。总体来说，在传感器系统向 着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展下，我国企业仍有弯 道超车的机会，未来有望出现产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。
磁敏传感器总结 磁敏传感器是利用半导体材料中的自由电子或空穴随磁场改变其运动方向这一特性而制成的传感器件。磁敏传感器一般被用来检测磁场的存在、变化、方向以及磁场强弱，以及可引起的磁场变化物理量。目前的传感器的品种很多，例如霍尔器件，磁敏二极管、三极管，半导体型磁敏电阻器件，以及AMR、GMR磁敏传感器，GMI（巨磁阻抗）传感器等。磁敏传感器的理论基础是霍尔效应或磁阻效应 1. 霍尔效应 在霍尔片（霍尔片是一块矩形半导体薄片，一般采用N型的锗、锑化铟和砷化铟等半导体单晶材料制成，霍尔片一般用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装。）的两端通以控制电流I，在它的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在霍尔片的另两侧面会产生与I和B的乘积成比例的电动势（霍尔电势或称霍尔电压）。霍尔电势UH，其大小可用下式表示： 式中：——霍尔常数（m3／C） I——控制电流 B——磁感应强度 d——霍尔元件厚度 令： 为霍尔元件的灵敏度。它是表征对应于单位磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电压大小的一个重要参数，一般要求它越大越好。KH与元件材料的性质和几何尺寸有关。由于半导体（尤其是N型半导体）的霍尔常数RH要比金属的大得多，所以在实际应用中，一般都采用N型半导体材料做霍尔元件。元件的厚度d对灵敏度的影响也很大，元件越薄，灵敏度就越高。 建立霍尔效应所需的时间很短（约10-12～10-14s），因此控制电流用交流时，频率可以很高（几千兆赫）。 2. 磁阻效应 将一载流导体置于外磁场中，除了产生霍尔效应外，其电阻也会随磁场而变化。这种现象称为磁致电阻效应 当温度恒定时，在弱磁场范围内，磁阻与磁感应强度B的平方成正 比。对于只有电子参与导电的最简单的情况，理论推出磁阻效应的表达式为： 式中
声控楼道路灯电路图 单向可控硅PCR606J引脚图及外形图 分立元件声光控灯电路图 [图]声控楼道路灯电路图元器件清单： R1 220K R2 18K
R3 27K R4 18K R5 3M R6 200 R7 470K R8 750K C1 22μf 50v C2 22μf 50v C3 0.01μf C4 22μf 50v Q1 S9014 Q2 S9014 Q3 C945 SCR单向可控硅 PCR606J D1 1N4007 D2 1N4007 D3 1N4007 D4 1N4007 MC 驻极体话筒
LDR 光敏电阻 负载功率小于40W 静态功耗0.2W 提问人的追问2010-12-23 17:05 能具体的说一下原件的功能及原理吗？ 团队的补充2010-12-23 17:26 1.声控开关／这里你指的是红外感应开关回路， 2.太阳能电源为直流或者交流输入电压单元 3.定时器串起并作互锁模式 4.昼夜交叉时间定时器作辅助功能 5.双电源保护模式也是互锁模式 6.三极管用于电路电压放大功能，二极管作滤波整流桥或者单向开关指示灯，电容作通交流阻直流． 提问人的追问2010-12-23 17:31 我要用蓄电池供电，蓄电池没电时自动换220V的家用电源供电该怎么实现？ LED灯制作电路图 20
[ 标签：, ] 90个灯珠，分三组。每个灯珠------需要3.2V电压，15mA电流。求解： C1,C2,R1,R2,R3.各需要多少的规格和参数。希望解题人回答完善具体，最好写上步骤。在此先谢上了。 回答:2 人气:124 解决时间:2011-03-11 12:09 满意答案 好评率：100% 提问人的追问2011-03-09 21:39 为什么C2 R3 R2 可以不用？可以解释下么？谢谢！ 团队的补充2011-03-09 21:44
WG系列韦根传感器 一、产品简介： 韦根传感器是利用韦根效应制成的一种新型无源磁敏器件。它无需外加工作电源便能将磁信号转变成电信号，因此它又被称为零功耗磁敏传感器。本公司开发的WG系列韦根传感器是由一根双稳态磁敏感功能合金丝和缠绕其外的感应线圈组成的。它的工作原理是：在交变磁场中，当平行于敏感丝的某极性（例如N极）磁场达到触发磁感应强度时，敏感丝中的磁畴受到激励会发生运动，磁化方向瞬间转向同一方向，同时在敏感丝周围空间磁场也发生瞬间变化，由此在感应线圈中感生出一个电脉冲。此后若该磁场减弱，敏感丝磁化方向将保持稳定不变，感应线圈也无电脉冲输出；但当相反极性（S极）磁场增强到触发磁感应强度时，敏感丝磁化方向又瞬间发生翻转，并在感应线圈中感生出一个方向相反的电脉冲。如此反复，WG系列韦根传感器便将交变磁场的磁信号转换成交变电信号。二、产品特点： ﹡韦根传感器为无源器件，工作时不需要外加工作电源。 ﹡磁极触发工作方式，触发磁场极性变化一周，韦根传感器同步输出一对正负脉冲信号，幅值大于1V；﹡输出信号幅值与磁场的变化速度无关，可实现“零速”传感。 ﹡无触点，耐腐蚀，防潮湿，使用寿命大于20亿次。 ﹡韦根输出信号可利用电话线、同轴线进行远传。 三、产品应用： ﹡为计数传感器，适用于微功耗智能型流量仪表，如电子水表、电子热量表、电子煤气表、电子油表 等。
五、产品分类命名： 传感器型号由前缀WG，三位阿拉伯数字、壹个拉丁字母和后缀三部分组成，如图1所示。 图1传感器命名 从“A”开始的拉丁字母，表示封装 阿拉伯数字，表示触发磁感应强称值
拉丁字母，表示零功耗磁敏传感器 注1：若产品封装形式无特指时，后缀可省略。 注2：前两位阿拉伯数字可用来代表产品系列号，泛指额定输出电压相同的产品。 注3：若仅为区分产品封装形式，可用拉丁字母简称为×形。 示例1：WG105A，“WG”表示零功耗磁敏传感器，“10”表示额定输出电压大于等于1V，“5”表示触发磁感应强度为5mT，“A”表示封装为A形。 示例2:WG100系列，代表WG101～WG109，指额定输出电压为1V的系列产品，封装形式无特指。 示例3：WG200A系列，代表WG101A～WG109A，指额定输出电压2V的系列产品，封装为A形。 八、磁路设计: 韦根传感器能否正常工作，关键在于磁路设计： 1、应使用N、S双磁极交替触发，两磁极间的距离要接近或大于传感器长度。例如在水表中可使用φ9.5 mm铁氧体磁环。亦可使用一对磁钢，两磁极之间距离一般不要小于9mm。 2、磁体安装位置应使得磁力线方向平行于传感器敏感丝（参见触发方式和安装方法）。 3、传感器敏感丝所处位置的触发磁感应强度应确保不小于最小值，而不宜大于最大值。要注意某些使用 场合（例如热量表）磁体的磁场强度会随环境温度的升高而衰减，旋转部件可能会因机械磨损而使得磁体与传感器之间的距离变远，因此初始设计时要将触发磁感应强度设定在略大于最佳值附近。
ZK-CG-A说明书 版本号：V10 产品类别：磁性角度传感器 概述：ZK-CG-A是一种基于霍尔效应的磁性角度传感器，应用时需要配套磁铁，定位精度小于0.1度，A/B正交脉冲输出4096个/圈。
目录 第一章功能 (3) 第二章原理 (3) 第三章应用 (4) 第四章正交信号编码原理 (5) 第五章应用STM32F10X单片机正交接口应用 (6)
第一章功能 ZK-CG-A是为转台等需要做位置反馈的设备而设计的增量式角度传感器，可以安装在步进电机、伺服电机、直流无刷电机机座后端做半闭环用，也可以用在电机机械负载最后机械输出轴上做位置环全闭环。 本角度传感器应用非常简单，供电电源范围很宽，输出是正交的A/B脉冲。 ●支持3.3V和5V供电，最小电源电压是3V，最大电源电压是5.5V。 ●正交脉冲输出电压是供电电压，可以直接和单片机连接，脉冲个数是4096个/圈， A/B为正交输出，相位相差90°，可以利用相位差准确判断角度旋转方向。 第二章原理 ZK-CG-A是基于霍尔效应设计的，将8个磁敏电阻按照严谨的正交角度安装封装在了SO-8的塑料封装内部（图1），8个电阻组成了双H桥，双H桥在旋转磁场作用下产生两路正弦电流（图2），两路15位的ADC对两路正/余弦电流做差分AD采样，将AD结果送入小型逻辑处理器转换为正交的脉冲输出（图3）。 图1
图2 图3 第三章应用 ZK-CG-A V10版本PCB直径为37.592mm，有4个安装孔（图4），用于固定及安装外壳。出厂时会配套金属外壳，可以承受一定的撞击。图5是安装在电机上的应用。 ZK-CG-A A/B脉冲输出最大频率是1MHz，最大转速14000转/分钟，最大脉冲信号延迟50us。 引脚定义如下表： 引脚功能 VDD 3.3V或者5V GND0V IFA A向输出 IFB B向输出 其它引脚功能保留
磁敏传感器 姓名：专业班级：学号： 摘要 磁敏传感器是利用半导体材料中的自由电子或空穴随磁场改变其运动方向这一特性而制成的传感器件。磁敏传感器一般被用来检测磁场的存在、变化、方向以及磁场强弱，以及可引起的磁场变化物理量。目前的传感器的品种很多，例如霍尔器件，磁敏二极管、三极管，半导体型磁敏电阻器件，以及AMR、GMR磁敏传感器，GMI（巨磁阻抗）传感器等。一．国外现状 1．国外磁传感器的常见种类 就市场占有情况来看，国外磁敏传感器主要品种依然是霍尔元件、磁阻元件。近期的巨磁阻元件也有良好的发展空间。 2．外磁传感器的代表厂商： 霍尔元件：日本旭化成；日本东芝；美国Honeywell公司；美国Allogro公司。 磁阻器件：日本SONY公司；荷兰PHILIPS公司。 3．国外磁传感器的应用情况 磁敏传感器应用的最大特点是无接触测量。 霍尔元件： 磁场测量，做高斯计（特斯拉计）的检测探头。 电流检测，做电流传感器/变送器的一次元件。 直流无刷电机，用于检测转子位置并提供激励信号。 集成开关型霍尔器件的转速/转数测量。 强磁体薄膜磁阻器件： 位移传感器，主要有磁尺的线性长距离位移测量。 角位移传感器，主要用语转动角度测量，广泛应用于汽车制造业。 脉冲发讯传感器，主要用于流量检测和转速/转数测量。 半导体磁阻器件： 主要是InSb磁阻器件。 微弱磁场检测，主要用于伪钞识别。 脉冲测量，主要用于转速/转数测量。 国内现状 国内磁传感器的常见种类及其特点 目前国内磁敏传感器经过三十余年的发展，就基础器件的研究与开发情况，除巨磁阻期间存有差距以外，常用其他磁敏传感器如霍尔元件，磁阻元件等已经与国外同类产品的水平相当。市场上应用的国产磁敏传感器件的种类也与国外产品相当，依然是霍尔元件、磁阻元件。 国内磁传感器件代表厂商 霍尔元件：中科院半导体所，沈阳仪表科学研究院，南京中旭微电子公司。 磁阻器件：沈阳仪表科学研究院（汇博思宾尼斯公司） 国内磁传感器的应用情况 电流传感器：国内包括沈阳仪表科学研究院（思宾尼斯公司）、西南自动化所等二、三十家大小不同的企业在生产和销售电流传感器/变送器，其市场竞争已经白热化。该领域是国内磁敏传感器应用最早、最普及、最成熟的领域。
Magnetic Pattern Recognition Sensor Based on TMR Technology Version V1.6 基于TMR技术的磁性识别传感器V1.6版本 Key Features主要特征 1.Tunneling Magneto-Resistance (TMR) technology. 隧穿磁电阻（TMR）技术。 https://www.doczj.com/doc/0a9837706.html,patible with Murata & Nikkonshi Products. 兼容村田＆尼科希产品。 3.Customized products are available per request. 定制产品可每次请求。 4.Ultra-High sensitivity comparing with InSb & GMR products. 和锑化铟和GMR等产品相比拥有超高灵敏度。 5.Excellent CMRR performance due to differential design. 采用差分设计，拥有出色的CMRR性能。 Part Numbering部件编号 ①Product ID产品编号 ②Type类型 ③Characteristics特性 ④Individual Specification Code个别规格代号 * "(Part Number)" shows only an example which might be different from actual part number. “（型号）”仅是一个例子，可能与实际不同。 * Any other definitions than "Product ID" might have different digit number from actual part number.任何其他定义的产品编号可能与实际产品的数字位数不同。
利用传感器实现液位控制系统的设计方案 目录 内容摘要................................................................................................................I
一、前言 (1) （一）概述 (1) （二）发展趋势 (1) 二、液位控制系统分析 (2) （一）液位控制系统的工作原理 (2) （二）液位控制的实现方式 (2) 1、简单的机械式控制方式 (2) 2、复杂控制系统控制方式 (3) 三、液位控制系统的设计 (3) （一）硬件设计 (3) （二）软件设计 (7) 1、液位控制系统模型框图 (7) 四、设计方案优缺点对比 (7) 五、总结 (7) 内容摘要 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器
技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。 随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片，设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单，调试方便，性价比高，抗干扰性好等优点，能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。液位控制系统是以液位为被控参数的系统，液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节，以达到所要求的液位进行调节，以达到所要求的控制精度。 本文将利用两种传感器实现液位控制系统,并研究其可行性及优缺点. 关键词： 传感器；传感器技术；液位控制系统;单片机；PID；矩阵键盘；直流电机；LCD；上位机 一、前言 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器)
基于M BUS 的超低功耗数据采集系统 ■太原科技大学 刘立群 孙志毅 摘 要 介绍一种基于超低功耗单片机的数据采集系统的设计与实现;具体阐述该系统的工作原理、主要特点、总 体设计、硬件电路和软件流程设计。该系统以TI 公司的16位Flash 型MSP430Fx44x 系列单片机为核心,以根据韦根德效应制成的零功耗磁敏传感器作为采集前端,选用M BUS 总线进行数据传输,适用于远传抄表的数据采集。 关键词 超低功耗 数据采集 单片机 M BUS 总线 引 言 随着社会的迅速发展,智能小区逐渐进入人们的生活,而自动抄表系统是智能小区的重要功能之一。在水、 电、气管理方面,采用自动抄表技术,不仅能节约人力资源,更重要的是可提高抄表的准确性,减少因估计或誊写而造成帐单出错的现象,使水、电、气管理部门能及时准确获得数据信息。另外用户不再需要与抄表者预约上门抄表时间,还能迅速查询帐单,所以这种技术越来越受到用户欢迎。 针对目前市场上自动抄表系统价格不菲的现状,设计一种由零功耗磁敏传感器产生脉冲信号,利用MSP430系列超低功耗单片机的捕获功能捕获信号的数据采集系统。该采集系统价格相对低廉,性能可靠,适用于水、煤气、电表的远传采集;数据传输总线选用M BUS ,传输速度快、距离远、可靠性高。 1 工作原理 该数据采集系统是对传统电表、水表、气表抄表系统加以改进,使其适合远传抄表。以普通的煤气表为例,选择在基表最后一级齿轮处加一磁铁(不算显示部分的逐级传递齿轮)。该级齿轮每转1圈,都要拨动显示部分的逐级传递齿轮8次,而每拨1次是0.001m 3,所以,该级齿轮每转1圈,共计0.008m 3的煤气。也就是最后一级齿轮每转125圈,即拨动显示部分的逐级传递齿轮1000次,煤气表的显示部分的计数为1m 3。而当小磁铁经过零功耗磁敏传感器表面时产生脉冲信号,利用MSP430单片机的捕获功能捕获到信号,引起中断,数据存储区地址1自加 1;若加到150,地址2自加1,地址1清零。存储区地址2 中的数据就是煤气表基表的数据。当总线要求单片机传 输数据时,单片机先确定是否可以传输数据。若可以,将地址2中的数据写入发送缓存,一位位地将数据发送出去;若不可以,等单片机空闲时再发送数据。 2 主要特点 该数据采集系统主要具有以下特点: ①采用零功耗磁敏传感器作为采集前端,工作时无须使用外加电源,且无触点、耐腐蚀、防水,寿命很长。 ②采用MSP430系列单片机中的MSP430F449作为数据处理芯片,性能优良,价格低廉。 ③采用M BUS (Meter BUS )总线进行数据传输,传输距离远,速度快,可靠性高。 ④采集电路功耗很低,可采用锂电池供电或采用M BUS 总线供电。 3 数据采集系统的软硬件设计 3.1 设备选型 选用的TI 公司16位Flash 型MSP430系列超低功耗类型的单片机,特别适合于电池应用的场合或手持设备。在超低功耗方面,该单片机能够实现在1.8～3.6V 电压、1M Hz 的时钟条件下,耗电电流在0.1～400μA 之间;在片内外设方面,含有P0～P6七个I/O 口、2个定时器(Timer _A 、Timer _B )、1个看门狗、内部集成2K B 的ROM 和60K B 的RAM ,可10万次重复编程;MSP430系列单片机均为工业级的产品,运行环境温度为-40～+85℃;在价格方面,MSP430系列单片机一般只有几十元。总之,MSP430系列单片机的性价比不错,完全能够满足系统开发的需要。
传感器设计方案 利用传感器实现液位控制系统的设计方案 目录 内容摘要...................................................................... ..........................................I 一、前言...................................................................... ..............................1 (一)概述...................................................................... ................................1 (二)发展趋势...................................................................... ........................1 二、液位控制系统分析...................................................................... ............2 (一)液位控制系统的工作原理 (2) (二)液位控制的实现方式...................................................................... ....2 1、简单的机械式控制方式...................................................................... ....2 2、复杂控制系统控制方式...................................................................... .....3 三、液位控制系统的设
基于iGMR原理角度传感器TLE5012B应用指南 何喜富 (英飞凌科技(中国)有限公司传感器高级应用工程师 ) 1.TLE5012B简介 TLE5012B角度传感器基于iGMR技术，可检测平行于封装表面磁场360°变化。可应用于汽车和工业领域里转角位置检测如方向盘转角，电机位置等。 TLE5012B内部集成角度计算模块，可以将原始值（sine和cosine）进行数字处理后输出绝对角度。集成自动标定和温度补偿功能，在温度范围和寿命周期里可以达到1°精度。汽车级认证，可工作在-40℃至150℃范围。 TLE5012B具备极其精确的角度分辨率(15bit)以及快速的信号处理能力和较短的延时/更新率，极其适合精确测定高动态应用中的转子位置。同时TLE5012B具有先进的诊断功能及安全特性,确保了产品高可靠性。 1.1 iGMR原理 所谓磁阻效应是指导体或半导体在磁场作用下其电阻值发生变化的现象，巨磁阻效应在1988年由彼得?格林贝格（Peter Grünberg）和艾尔伯?费尔（Albert Fert）分别独立发现，他们因此共同获得2007年诺贝尔物理学奖。研究发现在磁性多层膜如Fe/Cr和Co/Cu中，铁磁性层被纳米级厚度的非磁性材料分隔开来。在特定条件下，电阻率减小的幅度相当大，比通常磁性金属与合金材料的磁电阻值约高10余倍，这一现象称为“巨磁阻效应”。 如图1所示，基于巨磁阻效应的传感器其感应材料主要有三层：即参考层(Reference Layer或Pinned Layer)，普通层(Normal Layer)和自由层(Free Layer)。参考层具有固定磁化方向，其磁化方向不会受到外界磁场方向影响。普通层为非磁性材料薄膜层，将两层磁性材料薄膜层分隔开。自由层磁场方会随着外界平行磁场方向的改变而改变。 图1：巨磁阻磁性感应层结构
MEMS传感器项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营
摘要说明— 纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近 年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场 需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速 度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。 该MEMS传感器项目计划总投资11442.14万元，其中：固定资产投资9291.00万元，占项目总投资的81.20%；流动资金2151.14万元，占项目 总投资的18.80%。 达产年营业收入14909.00万元，总成本费用11826.08万元，税金及 附加179.36万元，利润总额3082.92万元，利税总额3687.51万元，税后 净利润2312.19万元，达产年纳税总额1375.32万元；达产年投资利润率26.94%，投资利税率32.23%，投资回报率20.21%，全部投资回收期6.45年，提供就业职位249个。 报告内容：概论、项目建设背景、项目市场空间分析、产品规划方案、项目选址规划、工程设计说明、工艺概述、清洁生产和环境保护、项目安 全卫生、项目风险、项目节能方案分析、项目实施进度计划、项目投资方案、项目经营效益分析、项目评价等。 规划设计/投资分析/产业运营
MEMS传感器项目规划设计方案目录 第一章概论 第二章项目建设背景 第三章产品规划方案 第四章项目选址规划 第五章工程设计说明 第六章工艺概述 第七章清洁生产和环境保护 第八章项目安全卫生 第九章项目风险 第十章项目节能方案分析 第十一章项目实施进度计划 第十二章项目投资方案 第十三章项目经营效益分析 第十四章招标方案 第十五章项目评价