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Direktwinkelsensor Hohe Genauigkeit bei der Winkelmessung

| Redakteur: Jan Vollmuth

Die robuste Direktwinkelsensor-Familie HAL 37xy von Micronas bietet beste Temperaturstabilität, hohe Toleranz gegenüber Luftspaltänderungen und Magnetalterung in Kombination mit einer breiten Palette an Diagnosefunktionen und sehr effektiven Schutzschaltungen.

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(Bild: Micronas)

Die zweite Generation der Direktwinkelsensor-Familie HAL 37xy von Micronas besteht aus dem HAL 372x mit ratiometrischem Analogausgang und dem HAL 373x mit den Ausgangsformaten PWM und SENT entsprechend SAE J2716 Release 2010.

Diese Hall-Effekt-Sensoren arbeiten in einem Sperrschichttemperaturbereich von –40 °C bis 170 °C und sind für die Winkelmessung sowie zur linearen Positionserfassung im Automobil und in der Industrie geeignet. Aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit können sie beispielsweise zur Erfassung der Kupplungsposition im Getriebe oder bei der Leuchtweitenregulierung eingesetzt werden. Weitere mögliche Anwendungen sind das Motor-Luft-Management, wie Abgasrückführung (EGR), Drosselklappenposition oder Turbolader-Aktoren. Im industriellen Bereich können die Sensoren in verschiedensten Anwendungen wie z.B. in Joysticks oder für die Ventilpositionsbestimmung in der Automatisierungstechnik eingesetzt werden.

Winkelmessungen bis 360°

Andere typische Anwendungen sind Winkelmessungen bis 360° sowie alle Arten der Positionserfassung bei reduzierter Magnetgröße oder der verschleißfreie Ersatz herkömmlicher Potenziometer. Bei Verwendung eines Magneten mit einer Länge von 10 mm sind Wegmessungen von mehr als 15 mm problemlos möglich. Durch spezielle Konzeption des Magnetkreises kann eine Gesamtbewegung von bis zu 40 mm erfasst werden.

Die Hall-Sensor-Familie HAL 37xy wird in der neuesten CMOS-Technologie von Micronas mit weiter verbesserten vertikalen Hall-Elementen gefertigt. Im Vergleich zur ersten Generation der 3D-HAL-Technologie konnte der Gesamtwinkelfehler um 30 % reduziert werden. Dies ermöglicht eine Positionserfassung mit einer sehr hohen absoluten Genauigkeit von 1,5°. Dadurch stellt die HAL 37xy-Familie die genauesten Winkelsensor-Lösungen auf dem Markt bereit, die das Prinzip der vertikalen Hall-Elemente nutzen.

Gleichzeitige Messung dreier Magnetfeldvektor-Komponenten

Alle Mitglieder der HAL 37xy-Familie verwenden eine sogenannte Pixelzelle, die aus zwei vertikalen (BX, BY) und einem horizontalen Hall-Element (BZ) besteht. Diese Pixelzelle ermöglicht die gleichzeitige örtliche Messung dreier Magnetfeldvektor-Komponenten. Die vertikalen Hall-Elemente erfassen parallel zur Sensorfläche verlaufende Magnetfeldlinien, während die horizontalen Hall-Elemente die senkrecht durch die Chip-Oberfläche auftreffende Komponente detektieren. Die Fähigkeit, die relative Magnetfeldstärkte beider Komponenten zu bestimmen, ist der Schlüssel zur hochgenauen Winkelmessung.

Die Hall-Sensoren sind im kleinen SMD-Gehäuse SOIC8 oder im bedrahteten TO92UP-Gehäuse mit vier Anschlüssen untergebracht und sind nach AEC-Q 100 qualifiziert. Das SMD-Gehäuse erlaubt die perfekte Anpassung der Anwendung an alle mechanischen Positionierungsanforderungen sowie an kostensparende Produktionsprozesse. Falls ein Leadframe-Design bevorzugt wird, bietet sich das TO92UP ideal für die Bestückung an.

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