Sensoren

Mehrdimensionale Magnetfelderfassung

| Redakteur: Thomas Kuther

Die Sensoren der Familien HAL 36xy und HAL 38xy von Micronas detektieren sowohl orthogonal zur Chipoberfläche als auch parallel zur Oberfläche verlaufende magnetische Feldlinien. Dies geschieht mithilfe zusätzlicher vertikaler Hall-Platten, die das zu messende Magnetfeld selbst nicht beeinflussen und zudem ohne zusätzliche Nachbearbeitung in einem Standard-CMOS-Prozess gefertigt werden können.

Die Mitglieder der Hall-Sensorfamilien basieren auf der 3D-HAL-Technologie und verfügen alle über temperaturkompensierte Hall-Platten mit getakteter Offsetkompensation, A/D-Wandler, digitale Signalverarbeitung, einen Gegentakt-Ausgang, ein EEPROM mit redundanten Speicherzellen sowie Schreibschutz für die Kalibrierungsdaten und Datenregisterinformationen, eine digitale Programmierschnittstelle. Zusätzlich sind verschiedene Schaltungskomponenten integriert, die Diagnosefunktionen realisieren und damit der Sicherheit des Gesamtsystems dienen wie etwa Temperatur- und Spannungsüberwachung (Über- und Unterspannung), Leitungsbrucherkennung und einen Überlastungsschutz an allen Anschlüssen. Weitere Funktionen, z.B. ein EEPROM-Selbsttest bei Systemstart, können vom Kunden zusätzlich aktiviert werden.

Die Sensoren der HAL 36xy-Familie erfassen im dreidimensionalen Raum die Magnetfeldkomponenten in der X- und Y-Ebene. Durch die Messung der relativen Feldstärke beider Komponenten wird ein stabiles Ausgangssignal gewährleistet, selbst wenn der Abstand zwischen Magnet und Sensor variiert. Das Ergebnis ist eine sehr genaue und über einen weiten Temperaturbereich zuverlässige Winkelmessung von 0 bis 360°.

Der HAL 3625 eignet sich z.B. für Anwendungen als kontaktloses Potenziometer oder zur Positionsbestimmung bei Rotationsbewegungen und verfügt daher über ein analoges Ausgangssignal mit einer Auflösung von 12 Bit.

Der HAL 3855 kann magnetische Feldstärke in der Y- und Z-Ebene detektieren. 32 Stützstellen ermöglichen dieser Sensorfamilie höchste Genauigkeit linearer Bewegungs-messungen bei minimalem Platzbedarf. Der HAL 3855 eignet sich z.B. zur Detektion der Drosselklappenstellung bei der Abgasrückführung (EGR) im Fahrzeug und verfügt ebenfalls über ein analoges Ausgangsignal mit 12 Bit Auflösung.

Micronas entwickelt derzeit unterschiedliche Sensorvarianten auf Basis der 3D-HAL-Technologie als Erweiterung der Familien HAL 36xy und HAL 38xy. Diese werden zum einen Sensoren mit digitalem Ausgang beinhalten, zum anderen werden Varianten mit verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten der Hall-Platten (X-, Y- und Z-Ebene) entwickelt.

Durch den sehr weiten Temperaturbereich von TJ= -40 bis 170 °C (Junction-Temperatur) eröffnen sich für die Derivate der HAL 36xy- und HAL 38xy-Sensorfamilien viele Anwendungsmöglichkeiten in der Automobil- und Industrieelektronik, z.B. bei der Bestimmung von Drosselklappenstellungen mit Winkeln über 90° oder bei der Messung einer linearen Bewegung bis zu einer Distanz von 40 mm.

Die Sensoren HAL 3855 und HAL 3625 sind im kompakten SMD-Gehäuse SOIC8 erhältlich.

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