離軸應用，單對極磁環，±0.05°絕對角度精度，絕對角度輸出，TMR3110、TMR3109、TMR3081角度傳感芯片

近日， 專注于隧道磁阻（TMR）技術的磁傳感器制造商江蘇多維科技有限公司 (MultiDimension Technology Co., Ltd., MDT)基于TMR3110、TMR3109和TMR3081三款角度傳感器芯片，推出了高精度離軸編碼器應用方案。

芯片應用特點

1

采用單對極磁環；

2

芯片離軸擺放裝置；

3

絕對角度輸出；

4

±0.05°的絕對角度精度；

5

磁環和芯片總高可達3 mm ~4mm；

6

芯片為小尺寸封裝；

芯片應用結構

多維科技高精度離軸編碼器應用方案采用單對極中空磁環和TMR3109、TMR3110（數字輸出的TMR角度傳感器芯片）或TMR3081（正余弦模擬電壓輸出的TMR角度傳感器芯片），相對位置如圖1所示。

圖1 離軸編碼器裝配3D示意圖

多維科技高精度離軸編碼器應用方案有三款結構尺寸已經驗證，具體的釹鐵硼N35SH磁環和方案芯片離軸裝配方案如下：
基準原點（單位：mm）

• X = 0 磁環表面外環邊與PCB板TOP面側邊相切
• Y = 0 磁環中心和芯片中心在同一水平線上
• Z = 0 磁環上表面表面與PCB板上表面齊平

結構尺寸一（單位：mm）

1. 磁環尺寸：18 × 10 × 2.5
2. 磁環和芯片裝配位置：

• X = -2 ~ -6
• Y = 0 ~ ±4
• Z = 0 ~ 4

結構尺寸二（單位：mm）

1. 磁環尺寸：12 × 8 × 2.5
2. 磁環和芯片裝配位置：

X = -2 ~ -4

Y = 0 ~ ±2

Z = 0 ~ 4

結構尺寸三（單位：mm）

1. 磁環尺寸：15 × 8 × 6.5
2. 磁環和芯片裝配位置：

• X = -2 ~ -4
• Y = 0 ~ ±6

Z = 0 ~ 4

TMR3109 / TMR3110芯片應用

多維科技高精度離軸編碼器應用方案采用TMR3109和TMR3110數字輸出的角度傳感器芯片，支持23 位 SPI 絕對角度輸出，ABZ增量、UVW 換相和脈寬調制信號 (PWM) 輸出，無需模數轉換電路和MCU端算法。TMR3109和TMR3110角度傳感器芯片自帶Auto自校準功能和LNR多點校準功能。通過Auto自校準功能，離軸方案的絕對角度精度可以達到±0.3°，通過LNR多點校準功能，絕對角度精度可達到±0.05°，詳見圖2。

圖2 TMR3109/3110自動校準和LNR校準前后角度精度對比圖

TMR3081芯片應用

多維科技高精度離軸編碼器應用方案采用TMR3081角度傳感器芯片正余弦模擬電壓輸出的角度傳感器芯片，需要搭配模數轉換電路和MCU端算法。

通過角度解算和校準算法，離軸方案的絕對角度精度可以達到±0.5°，通過多點LNR校準算法，絕對角度精度可達到±0.05°，詳見圖3。

圖3 TMR3081校準和LNR校準前后角度精度對比圖

芯片應用優勢

磁性編碼器用于檢測磁場變化，在灰塵、油污、水汽等環境下具有較強的耐受性。因此，適用于灰塵多的應用場景。離軸安裝的編碼器具有解放旋轉軸軸端的優點，編碼器整體可以做的更薄，也可以設計為中空軸。可以應用在工業縫紉機的電機上，或帶有電磁制動的電機上。另外，如果將旋轉軸做成中空軸，可以從中空軸內部走線纜，可使用在加工機械的電機主軸及機械臂上。