磁阻传感器HMC1022用于车辆检测技术

基于CS5532的数字化弱磁场传感器的研究李昭昱【摘要】弱磁场是我们生活及科学研究中最常见的磁场,而因为弱磁场的微弱性及易被周围噪声淹没的特性,使得弱磁场的检测十分困难.本文设计了一种基于HMC1022及CS5532的数字化弱磁场传感器,测量精度达1mGauss(),解决了弱磁场难以测量的问题.本文对该数字化传感器的各模块设计进行了介绍,并利用亥姆赫兹线圈对其性能进行标定与测试.实验结果表明,该模块测量准确,成本较低,使用方便,满足绝大多数测量场合的需求.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P181-183)【关键词】微弱信号;弱磁场;磁阻传感器;HMC1022;CS5532【作者】李昭昱【作者单位】重庆大学电气工程学院【正文语种】中文弱磁场是指磁场等级在地磁场附近（0.5Oe）或较弱于地磁场的磁场强度大小。

而绝大多数的磁场均位于弱磁场区间。

在各个磁场测量领域，如地磁探测，管道漏磁检测，无损探伤，磁场成像等，均需要较弱而又精度较高的磁场值。

[1]随着技术的不断进步，磁场测量传感器也必将朝着低成本，低误差，操作简单，体积较小的方式前进，那些不利于测量或成本较高的方法将会得到改进甚至淘汰，而克服了上述缺点的测量方法也将得到更为广阔的发展空间。

本文采用磁阻是磁阻式磁场传感器HMC1022，该传感器输出为模拟信号。

由于磁场较微弱，传感器电压信号较低，因此利用24位AD转换器CS5532将模拟信号转换为数字信号，形成整体的数字化磁场传感器模块。

物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。

对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

依据以上原理, Honeywell 公司生产的各项异性磁阻传感器HMC1001 将4 个磁电阻连成惠斯通电桥的形式, 设磁场H与夹角为H, 则H 与夹角为( 90°- H) , 如图1所示。

一文深度了解磁传感器的应用场景(值得典藏)磁传感器是一种广泛应用于各种领域的传感器技术。

它利用磁性材料的特性来测量和检测磁场的变化。

随着技术的不断进步和应用领域的扩大，磁传感器在许多行业中发挥着重要的作用。

本文将深入探讨磁传感器的应用场景，并介绍其在不同领域中的具体应用。

一、汽车行业磁传感器在汽车行业中具有广泛的应用。

例如，在车辆的行驶过程中，磁传感器可以检测车辆的速度和方向，从而实现车辆的导航和定位。

此外，磁传感器还可以用于测量和监测车辆引擎的转速和位置，以便实现发动机的控制和调节。

磁传感器还可以在车辆的制动系统中使用，用于检测车轮的转动状态，从而实现刹车的控制和调节。

二、医疗设备在医疗设备领域，磁传感器也发挥着重要的作用。

例如，在磁共振成像（MRI）设备中，磁传感器用于检测和测量人体内部的磁场变化，从而实现对人体内部器官和组织的成像。

此外，磁传感器还可以用于监测和控制人工智能设备中的磁场，以实现对人工智能设备的操作和控制。

三、工业自动化磁传感器在工业自动化领域中具有广泛的应用。

例如，在工业机械的位置检测和测量中，磁传感器可以用于检测和测量机械部件的位置和运动状态，从而实现对机械的控制和调节。

此外，磁传感器还可以用于监测和控制工业自动化系统中的磁场，以实现对工业自动化系统的操作和控制。

四、电子产品在电子产品领域，磁传感器也扮演着重要的角色。

例如，在智能手机和平板电脑中，磁传感器可以用于实现屏幕旋转和方向感知功能。

此外，磁传感器还可以用于检测和测量电子产品中的磁场，从而实现对电子产品功能的控制和调节。

总结起来，磁传感器具有广泛的应用场景。

它在汽车行业、医疗设备、工业自动化以及电子产品等领域都发挥着重要的作用。

随着技术的不断发展和应用领域的扩大，磁传感器的应用前景将更加广阔。

相信未来，磁传感器在更多领域中将发挥出更强大的作用，为人们的生活和工作带来更多的便利与创新。

以上便是关于磁传感器应用场景的一文深度了解，相信读者在阅读本文后能对磁传感器的广泛应用有更加全面深入的了解。

磁阻传感器在机器人玩具中的应用
0 背景
机器人玩具控制系统的设计中对方向的控制尤其重要，直接体现了机器人玩具的控制精度和整体效果。

在本文中要解决的问题就是控制好机器人的运动方向和球门之间的夹角，让其能够在运行中实时地自我调整，准确地把球送入球门。

本文的课题背景是一个机器人玩具的控制系统设计，主芯片采用的是以摩特罗拉公司的MC86EZ328 芯片，只完成与通信、运算等有关的主要操作，在没有操作时，由运行于其上的操作系统uClinux 来维护。

对于所有与EZ328 的核心运算、控制、通信、操作无关的外围设备的维护和控制都通过一块AT89C52 来完成，它与EZ328 的底层通信协议为同步串口协议(SPI)，在AT89C52 中由软件来实现。

C52 包含的部件主要是A/D 转换器，键盘接口，电机驱动模块。

硬件结构电路图如下图1：
图1
1 磁阻传感器及其详细采集过程
1.1 磁阻传感器HMC1022 简介
机器人玩具的方向控制的核心部件就是HMC1022 两维磁阻微电路芯片，它的机构是四臂的惠斯通电桥，将磁场转化为差动输出的电压，可以检测低至85 微高斯的磁场信号，这种低成本的传感器相比传统型号的同类产品具有更小的体积和更低的功耗。

供电电源为3V-10V 直流电压。

本设计中采用的HMC0122 采用的是16 脚SOIC 封装，集成了两路的惠斯通电桥，测出平面的X 轴和Y 轴的磁场信号，这样就可以获得水平面上方向的完整信号。

基于地磁传感器的车辆检测算法荣梅;黄辉先;徐建闽【摘要】地磁传感器是一种动态检测地磁场变化的感应设备.文中提出了基于地磁传感器的一种车辆检测方法,通过对地磁检测器所采集的数据进行预处理和波形特征提取来进行车辆信息的检测.利用安装在路面上的2个地磁感应器,和基于动态基值的波形特征提取算法,对车辆流量和车辆速度及车型等信息进行有效的检测,试验结果表明基于地磁感应的车辆检测方法的准确率高达98%.%Magnetometer detector is a kind of detection equipment which can dynamically detect the changes of magnetic field.A method of vehicle detection was proposed based on this magnetometer detector.The preprocessing and the steps of feature of the waveform extraction of the collection data were introduced.The method to detect the speed and the type of the vehicle effectually based on the dynamic threshold value was discussed through using 2 Magneto resistive sensors which were fitted in the road.The experimental results show that the accuracy of the vehicle detection method based on magneto resistive sensors can be as high as 98％.【期刊名称】《交通信息与安全》【年(卷),期】2011(029)003【总页数】4页(P43-46)【关键词】检测器;波形特征;地磁感应效应;智能交通系统【作者】荣梅;黄辉先;徐建闽【作者单位】湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭411105;湘潭大学信息工程学院,湖南湘潭411105;华南理工大学土木与交通学院,广州510641【正文语种】中文【中图分类】TP202目前国内对交通信息的检测主要是利用感应线圈检测器（以下简称线圈检测器）来进行的。

磁电传感器的原理和应用前言磁电传感器是一种能将磁场信号转换成电信号的传感器，广泛应用于各种领域。

本文将介绍磁电传感器的原理和应用。

一、磁电传感器的原理磁电传感器的工作原理基于磁效应，主要包括霍尔效应、磁电阻效应和磁敏电容效应。

1. 霍尔效应霍尔效应是最早被发现和广泛应用的磁电效应之一。

当电流通过一块导电材料时，若将其放在磁场中，磁场就会对电子流的平衡状态产生影响，从而引起一侧电子浓度的变化，产生电压差。

这个电压差被称为霍尔电压。

2. 磁电阻效应磁电阻效应是指材料在外加磁场下，其电阻发生变化的现象。

常见的磁电阻效应有巨磁电阻效应（GMR）和隧道磁电阻效应（TMR）。

它们的本质是通过控制材料中磁性局域区域的磁结构来改变电阻值。

3. 磁敏电容效应磁敏电容效应是指材料在磁场下，电容值发生变化的现象。

这种效应通常是通过改变材料中的磁性局域区域的电容性质来实现的。

二、磁电传感器的应用磁电传感器由于其高灵敏度、响应速度快、易于集成等特点，在许多领域得到了广泛的应用。

1. 汽车工业磁电传感器在汽车工业中起到了重要的作用。

例如，在车辆换挡控制中，霍尔效应传感器被用于检测离合器和制动踏板的位置，从而实现自动换挡；在刹车控制中，磁敏电容效应传感器被用于检测刹车片的磨损程度，提供刹车片更换的提示。

2. 电子设备磁电传感器广泛应用于各种电子设备中。

例如，在手机中，磁敏电容效应传感器被用于检测翻盖状态和磁盖位置，实现手机的自动睡眠和唤醒功能；在音频设备中，磁电阻传感器被用于控制音量调节，实现用户友好的操作体验。

3. 工业自动化磁电传感器在工业自动化领域中发挥着重要的作用。

例如，在生产线上，磁敏电容效应传感器被用于检测零件的位置和运动状态，实现精准的定位和控制；在机械加工过程中，磁电阻传感器被用于检测工件的尺寸和形状，实现自动化的加工过程控制。

4. 医疗器械磁电传感器在医疗器械领域中应用广泛。

例如，在磁共振成像（MRI）中，磁电阻传感器被用于检测磁场强度和方向，提供精准的成像结果；在心脏起搏器中，霍尔效应传感器被用于检测心脏的电信号，实现有效的心脏节律调整。

1. 车用磁阻传感器式电子罗盘系统的开发HMC1055系列各向异性磁阻传感器。

三维电子罗盘的总体设计。

三维电子罗盘系统的硬件设计的介绍。

车载罗盘系统的干扰校正。

解决方案：对传感器敏感元件施加一个瞬态的强恢复磁场恢复或保持传感器特性。

采用标定的方法消除硬铁影响干扰。

三轴设计和姿态补偿使罗盘处于任何姿态时均能正常使用。

罗盘是一种重要的导航工具，已广泛应用于飞机和航海导航等领域。

一般在飞机和航海导航系统中使用的惯性导航系统由于价格昂贵、结构复杂、导航误差随时间累计等原因而不适合车载使用；传统的罗盘虽然价格便宜，但不能工作于像行驶的汽车这种不稳定的环境中。

另外，传统罗盘不能够电子输出，其信号不能集成到汽车的控制系统中，给实现基于精确导航的智能交通带来了不便。

本文针对以上问题，充分考虑到汽车内部环境的不平稳性以及汽车发动机等对磁场的干扰，利用磁阻传感器设计了一种车载磁阻式电子罗盘系统。

HMC1055系列各向异性磁阻传感器HMC1055系列集成了HMC1051Z单轴磁阻传感器、HMC1052双轴磁阻传感器和一个二轴MEMSIC MXS3334UL加速度传感器。

HMC1052是一个双轴线性磁阻传感器，每个传感器都有一个由铁镍薄膜合金组成的惠思顿桥。

当桥路加上供电电压时，传感器将磁场强度转化为电压输出。

HMC1052包含两个敏感元件，它们的敏感轴相互垂直，且参数相互匹配。

内部电路如图1所示。

除了惠思顿电桥，HMC1052还有两个位于芯片上的磁耦合带：偏置带和置位/复位带。

两个敏感元件都有这两个带。

置位/复位带用于确保精度；偏置带用于校正传感器或偏置任何不想要的磁场。

HMC1051Z为HMC1052的单轴版本，其参数与HMC1052相同。

HMC10512内部电路如图2所示。

MEMSIC MXS3334UL是一个二轴的加速度传感器，它能够提供一个用数字表示的重力加速度值。

当传感器被水平放置时，两个输出口提供一个100Hz、50%占空比的方波。

常见磁传感器及原理和应用常见的磁传感器有霍尔效应传感器、磁阻传感器、磁电传感器和磁势传感器等。

1. 霍尔效应传感器：霍尔效应传感器是一种利用霍尔效应测量磁力或磁场的传感器。

霍尔效应是一种基于洛伦兹力的现象，当导电体载流时，不同方向上的磁场将会对其产生力。

这个现象可以通过霍尔元件来检测，通过测量霍尔元件输出的电压信号来判断磁场的方向和强度。

霍尔效应传感器具有结构简单、响应速度快、精度高的特点，常用于测量电机的位置和速度、检测磁场的方向等。

2. 磁阻传感器：磁阻传感器是一种通过测量磁场对磁性材料的磁阻影响来检测磁场的传感器。

磁阻传感器通常由磁敏电阻和信号处理电路组成。

当磁敏电阻处于磁场中时，磁阻值会发生变化，通过测量磁阻值的变化可以得到磁场的信息。

磁阻传感器具有结构简单、响应速度快、精度较高以及抗干扰能力强的特点，广泛应用于汽车、电池管理系统、工业自动化等领域。

3. 磁电传感器：磁电传感器是一种利用铁电材料的磁电效应来检测磁场的传感器。

磁电效应是指铁电材料在磁场作用下会产生电场。

磁电传感器通常由铁电材料和电极组成，通过测量电极上的电压信号来判断磁场的强度和方向。

磁电传感器具有灵敏度高、响应速度快、可靠性好的特点，广泛应用于声波、振动以及磁场等测量领域。

4. 磁势传感器：磁势传感器是一种利用磁感应强度和磁导率之间关系来检测磁场的传感器。

磁势传感器通常由磁致伸缩材料和传感器芯片组成，通过测量磁致伸缩材料的长度变化来判断磁场的强度。

磁势传感器具有结构简单、响应速度快、有功耗小的特点，广泛应用于位移、振动等测量领域。

这些常见的磁传感器在工业自动化、汽车电子、消费电子等领域有着广泛的应用。

例如，在汽车电子领域中，霍尔效应传感器可以用于测量引擎的转速、车速以及车辆的位置等信息；磁阻传感器可以用于测量刹车踏板的位置、气囊部署状态等；磁电传感器可以用于测量车门开关、座椅调节器等的位置信息。

在消费电子领域中，这些磁传感器也被广泛应用于磁卡、指南针、磁力计等设备中。

低功耗小包装尺寸高性能高精度芯片上的带供电电压低于1.8V带10针的小型表贴外形(SMOP),尺寸3mm x 3mm x 1mm灵敏度达1mv/v/Oe,，检测磁场范围达±60e近乎完美的正交双轴感应(误差<0.01˚)，且灵敏度互相匹配，消除了指向误差有专利的，位于芯片上的置位/复位带，减少了温度漂移影响，非线性误差，也减少了大磁场存在引起的信号输出损失。

HMC1052是一个突破性的设计，它将高性能的两轴磁阻传感器，集中在单个芯片上。

这种专利设计的优点，包括：完美的正交双轴检测，超小尺寸，低功耗，带10针的表面贴装外形。

特点和益处HMC1052基本操作HMCI052是一个双轴线性磁传感器，象其它HMC10XX 系列传感器，每个传感器都有一个由磁阻薄膜合金组成的惠斯通桥。

当桥路加上供电电压，传感器将磁场强度转化为电压输出，包括环境磁场和测量磁场。

HMC1052包含两个敏感元件,它们的敏感轴互相垂直。

敏感元件A 和B,共存于单硅芯片中，完全正交，且参数匹配。

HMC1052的尺寸小，低工作电压，而且消除了两个敏感元件引起的非正交误差。

除了惠斯通电桥，HMCI052有两个位于芯片上的磁耦合带；偏置带和置位/复位带。

敏感元件A 和B,都有这两个带。

置位/复位带，用于确保精度。

偏置带，用于校正传感器，或偏置任何不想要的磁场。

在标准的10针外形(MSOP)中，两个敏感元件可以独立上电，用于减少功耗。

然而，却不能使用偏置带。

若需要偏置带，可以用另一种封装的HMCI052.低电压置位/复位电路1)允许电容充电至供电电压（约1秒钟）2)短暂的闭合SW1,产生一个>0.5A 的置位脉冲3)等待1ms 稳定，然后测量输出(Out+) - (Out-)HMCI052规格参数桥路供电电压桥路电阻工作温度储存温度磁场量程线性误差磁滞误差重复误差桥路偏置灵敏度带宽偏置带电阻偏置带电阻温度系数偏置带常数置位/复位带电阻置位/复位电流置位/复位带电阻温度系数干扰磁场灵敏度温度系数桥偏置温度系数桥电阻温度系数X,Y灵敏度比例X,Y轴非正交度最大暴露磁场条件桥路电流＝1mA满量程最佳拟合曲线±1 gauss±3 gauss±6 gauss±3G,3个来回±3G,3个来回磁场＝置位脉冲后０高斯置位/复位电流＝0.5A从OFFSET+到OFFSET-测量-40 到125˚C直流电，磁场施加于敏感轴向从S/R+到S/R-测量2µs电流脉冲-40 到125˚C-40 到125˚C-40 到125˚C桥电压5V,-40到125˚C-40 到1250C对零输出无长期影响最小值1.8-40-55-62099典型值2.510000.050.41.60.10.1±11.051539001040.53700-3000±5002500101最大值20125150+61030.0110000单位VOhm˚C˚CG%量程%量程%量程mV/VmV/V/gaussMHzΩppm/˚CmA/gaussΩAmpppm/˚Cgaussppm/˚Cppm/˚Cppm/˚C%degreegauss引脚图磁传感器电路外形symbol A A1b D E1e E L1Millimeters Min －0.050.152.902.900.50 BSC 4.750.95 BSCMax 1.100.150.303.103.105.05Inches x 10E-3Min2.05.91141142.0 BSC 18737.4Max 435.911.8122122199Arrow indicates direction of applied field that generates a positive output voltage after an Iset.GND (B)1OUT+ (B)2GND2 (A)3OUT+ (A)4VBRIDGE 510OUT- (A)9GND1 (A)8S/R-7OUT- (B)6S/R+bA商斯达公司是美国公司中国区一级代理商，长期致力于世界先进的传感和控制技术的推广及应用，专业代理推广世界著名品牌 的传感及控制元件，为客户提供最优的技术解决方案。

地磁车辆检测原理地磁车辆检测原理是通过地磁传感器监测车辆进出的原理来实现的。

这种技术的优点是可以自动化地记录车辆的出入情况，同时还可以实现自动计费等功能。

在城市道路出入口等场所，地磁车辆检测系统已经成为一种相当普遍的技术手段。

地磁车辆检测系统由两个主要部分组成：地磁传感器和车辆检测设备。

这两个部分的作用如下：地磁传感器：地磁传感器是地磁车辆检测系统的核心部件。

它可以通过感知地下磁场的变化来检测车辆进出情况。

传感器是由一个薄膜和一个铁芯组成的，当有车经过时，磁场发生变化，这个变化会被传感器记录下来。

车辆检测设备：车辆检测设备通过对地磁传感器信号的处理，实现对车辆进出的检测。

这个设备可以识别不同的车辆，同时还可以记录车辆的入口时间、出口时间等信息。

这个设备一般通过一个计算机系统进行控制，可以实现自动化的管理。

地磁车辆检测系统的工作流程如下：1.车辆进入：当车辆进入地磁车辆检测系统的感知范围时，地磁传感器会感知到地下的磁场发生变化，将这个变化信息发送到车辆检测设备。

2.车辆识别：车辆检测设备通过对传感器信号的分析，可以识别车辆的品牌、型号等信息。

3.计费计算：车辆检测设备可以将车辆的进入时间和出口时间记录下来，并根据计费标准进行计费。

车主可以通过支付宝等移动支付进行缴费。

4.车辆出入记录：车辆检测设备可以记录车辆的出入信息，并在需要时向管理人员提供相关数据。

这些数据可以帮助管理人员了解车辆出入情况，实现对车位的动态管理。

5.车辆出口：车辆经过地磁传感器的感知范围后会触发传感器发送一个出口信号，车辆检测设备会将车辆记录为已出。

以上就是地磁车辆检测系统的基本工作流程。

除了上述功能之外，地磁车辆检测系统还可以实现车辆违规监测、车位实时监控、出入口拦截等功能。

总之，地磁车辆检测系统是一种高效、自动化的车辆管理技术。

通过使用这种技术，可以实现对车辆出入的自动记录、计费等功能，减轻管理人员的负担，提高车位的利用效率。

磁性传感器简介磁性传感器是一种可以测量和检测磁场强度或者磁场方向的装置。

它们通常基于磁感应原理和霍尔效应进行工作。

磁性传感器可以用于许多应用领域，包括导航、机械工程、车辆控制等。

本文将介绍磁性传感器的原理、应用和市场前景。

工作原理磁性传感器的工作原理基于磁感应原理和霍尔效应。

当磁场作用于磁性材料上时，磁性材料中的电子将受到磁力的作用，从而在材料内部引起电流。

该电流可以通过磁性传感器的电路进行测量和检测。

霍尔效应是指当电流通过某些材料时，在磁场的作用下，这些材料中产生了一种称为霍尔电压的电势差。

磁性传感器通过测量和检测这种电势差来确定磁场的强度和方向。

类型和应用磁性传感器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。

以下是几种常见的磁性传感器类型：磁敏电阻传感器（MR传感器）磁敏电阻传感器是一种基于磁阻效应的传感器。

它由磁性材料制成，当磁场作用于传感器时，磁阻的值会发生变化。

这种变化可以通过测量传感器电阻的变化来检测磁场的存在和强度。

磁敏电阻传感器常用于地震仪、磁力计、磁传感器等领域。

霍尔传感器霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器。

它由霍尔元件、偏置电源和电压测量电路组成。

当磁场作用于霍尔元件时，会产生霍尔电压。

通过测量霍尔电压的大小和极性，可以确定磁场的方向和强度。

霍尔传感器广泛应用于电子设备、汽车行业、航空航天工业等领域。

磁电阻传感器（GMR传感器）磁电阻传感器，也称为巨磁阻传感器，是一种基于磁电阻效应的传感器。

磁电阻传感器利用磁层之间的磁电阻效应来检测磁场的变化。

当磁场作用于磁性多层薄膜时，磁电阻的值会发生变化。

这种变化可以通过测量传感器电阻的变化来检测磁场的存在和强度。

磁电阻传感器被广泛应用于磁传感器、磁存储器、磁导航等领域。

应用案例磁性传感器在许多领域都有广泛的应用。

以下是一些应用案例：导航系统磁性传感器在导航系统中起到关键作用。

利用磁性传感器可以测量和检测地球的磁场，从而确定导航设备的方向和位置。