一种新型汽车节气门角度传感器设计

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1、80传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第6期一种新型汽车节气门角度传感器设计陈科球，谢伟广(暨南大学物理系思源实验室，广东广州510632)摘要：节气门用角度传感器研究逐渐趋于小型化、智能化以及非接触测量。用一种线性霍尔元件MLX90316设计制作了节气门传感器，论述了该传感器的原理与组成结构，研究了它的独立线性度、重复性和一致性。实验结果表明：本传感器使用水平磁通量为5OmT的圆盘形磁铁，磁铁与芯片的距离为5mm，在磁铁转速为150r／s时，传感器的独立线性度小于1．1％，同一传感器的重复

2、性为2％，同批次传感器的一致性约为2％。关键词：MLX90316；汽车节气门；独立线性度；角度传感器中图分类号：TP212．6文献标识码：B文章编号：1000-9787(2014)06-0080--02DesignofanewtypeautothrottleangularsensorCHENKe·qiu，XIEWei-guang(LaboratoryofSiyuan，DepartmentofPhysics，JinanUniversity，Guangzhou510632，China)Abstract：Throttleangularsensoraretendtobem

3、iniaturized。intellectualizedandnon—contactmeasurement．DesignandfabricatethrottlesensorusingasetoflinearHallcompnentMLX90316，andprincipleandstructureofthesensoraredescribed，itsindependentlinearity，repeatabilityandconsistencyareresearched．Theresultshowsthatthesensorusesdisk—shapedmagnet

4、withhorizontalfluxof50mT，distancebetweenmagnetandchipis5mm，whilerotatingspeedofmagnetis150r／s，independentlinearityofsensorislessthan1．1％．therepeatabilityis2％andtheconformityofthesamebatchisabout2％．Keywords：MLX90316；autothrottle；independentlinearity；angularsensor0引言器(IMC)，将平行作用于芯片表面的磁场

5、集中起来，并在节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体IMC结构的边缘产生正比于磁场的垂直分量，通过2对位进入进气管后会和汽油混合成可燃混合气，从而燃烧做功。于IMC下方的相互垂直的平面霍尔元件检测平行于芯片它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为汽车发动机的表面的磁通密度J。2对霍尔元件的放置方向相互垂直，咽喉。现行的汽车节气门角度传感器大部分采用三线并都平行于芯片表面(X和l，方向)，这样2对霍尔元件输碳膜接触式结构，通过触点在环形碳膜上滑动来改变电阻出的正比于磁场强度的信号(和)可以将实际角度编值，时间久了将产生滑片电阻值不准确、可动触点(触臂)码为2

6、个相位差为9O。的正弦信号，和经多路复用器与滑片电接触不良等安全隐患J。选通放大、A／D转换为数字信号。芯片内置的16位数字信本文捉川J采用MLX90316设计节气门角度传感器，号处理(DSP)对这2路信号进行采样和处理，最后的输出从原有的电位计式发展到应用霍尔线性元件测量磁体位信号可以在0-5V模拟方式、脉宽调变(PWM)模式以及串置，而非接触式测量比电位计式可靠性高，精确度高，耐久口通信方式(SPI)中选择，输出曲线是完全可以编程的(例性好，比光电式测量成本低，也更能适应车体恶劣的工作环如：偏移值、增益、钳位电平等参数都可编程)。境，并得到大量的推广与应用。2

7、MLXg0316汽车节气门传感器检测系统硬件设计1MLX90316芯片介绍本文选用MLX90316芯片设计了汽车节气门角度传感Melexis公司的MLX90316芯片是一种线性霍尔元器，替代现在的碳膜结构，检测原理如图l所示。在芯片上件，可输出与芯片表面平行磁场的角度位置信息，该元方放置的圆盘形永磁铁与节气门机械部件连接，当节气门件采用三轴霍尔技术，在芯片上方放置一个圆盘形磁集中开合动作时，产生变化的磁场，被MLX90316表面的IMC收收稿日期：2013—11—10基金项目：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(61106093)第6期陈科球，等：一种新型汽车节

8、气门角度传