寬測量間距巨磁阻齒輪轉(zhuǎn)速傳感器的研制.pdf

1、齒輪轉(zhuǎn)速傳感器是通過采集齒輪的凸齒和凹齒在轉(zhuǎn)動過程中對周圍環(huán)境的不同作用信號，從而得到齒輪轉(zhuǎn)速的一種傳感器。齒輪轉(zhuǎn)速傳感器的種類繁多，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)測量、自動控制和汽車安全等領(lǐng)域。然而這些應(yīng)用場合大都環(huán)境惡劣，目前市場上應(yīng)用的比較多的轉(zhuǎn)速傳感器有：光電式轉(zhuǎn)速傳感器易受油污、粉塵等雜質(zhì)的影響，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的低轉(zhuǎn)速性能差，霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的測量間距小，容易受到振動沖擊的作用而發(fā)生錯位或者損壞，造成不能準確測量轉(zhuǎn)速。因此，需要一種寬測量間

2、距的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器來克服這個缺陷，達到能夠精確、無誤、安全地測量轉(zhuǎn)速的目的。想要實現(xiàn)轉(zhuǎn)速傳感器具有寬測量間距的性能，就要求其敏感芯片的靈敏度必須很高。
　　 本文研究了一種具有寬測量間距的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器。該傳感器選用巨磁阻芯片作為敏感元件，巨磁阻芯片的靈敏度很高，比一般磁阻元件要高一至兩個數(shù)量級。永磁體提供該傳感器的偏置磁場，然后通過信號處理電路采集齒輪轉(zhuǎn)動過程中所產(chǎn)生的磁場擾動信號實現(xiàn)齒輪轉(zhuǎn)速的測量。
　　 文中選用多

3、層膜和自旋閥兩種巨磁阻芯片分別作為探頭設(shè)計轉(zhuǎn)速傳感器，并利用磁場有限元軟件Ansoft Maxwell仿真分析了該傳感器的磁場分布情況，仿真結(jié)果可以指導(dǎo)轉(zhuǎn)速傳感器的設(shè)計：(1)齒輪在轉(zhuǎn)動過程中，其凸齒和凹齒對分布在巨磁阻芯片磁敏感軸方向上磁場的影響，利用仿真結(jié)果可以更加清晰地分析本文設(shè)計的轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理；(2)齒輪與巨磁阻芯片的測量間距不同，對分布在巨磁阻芯片磁敏感軸方向上磁場的影響，通過仿真結(jié)果，可以分析得到本文設(shè)計的轉(zhuǎn)速傳感器

4、具有寬測量間距特性；(3)齒輪的凸齒寬、凹齒寬和齒深對分布在巨磁阻芯片上磁場的影響，仿真結(jié)果可以指導(dǎo)設(shè)計永磁體與齒輪的大小關(guān)系；(4)永磁體對巨磁阻芯片工作區(qū)間的偏置特性。
　　 本文還詳細介紹了該傳感器的信號處理電路的各個部分的功能和特點。最后，在實驗室自主設(shè)計的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器測試平臺上，對該傳感器的寬測量間距性能和基于多層膜巨磁阻芯片設(shè)計的轉(zhuǎn)速傳感器的單極輸出特性進行驗證。
　　 總之，本文設(shè)計了一種基于巨磁阻芯片的