寬測(cè)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(guò)采集齒輪的凸齒和凹齒在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的不同作用信號(hào)，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(cè)量、自動(dòng)控制和汽車安全等領(lǐng)域。然而這些應(yīng)用場(chǎng)合大都環(huán)境惡劣，目前市場(chǎng)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(cè)量間距小，容易受到振動(dòng)沖擊的作用而發(fā)生錯(cuò)位或者損壞，造成不能準(zhǔn)確測(cè)量轉(zhuǎn)速。因此，需要一種寬測(cè)量間

2、距的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)克服這個(gè)缺陷，達(dá)到能夠精確、無(wú)誤、安全地測(cè)量轉(zhuǎn)速的目的。想要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速傳感器具有寬測(cè)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(cè)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(gè)數(shù)量級(jí)。永磁體提供該傳感器的偏置磁場(chǎng)，然后通過(guò)信號(hào)處理電路采集齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)擾動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)齒輪轉(zhuǎn)速的測(cè)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(jì)轉(zhuǎn)速傳感器，并利用磁場(chǎng)有限元軟件Ansoft Maxwell仿真分析了該傳感器的磁場(chǎng)分布情況，仿真結(jié)果可以指導(dǎo)轉(zhuǎn)速傳感器的設(shè)計(jì)：(1)齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其凸齒和凹齒對(duì)分布在巨磁阻芯片磁敏感軸方向上磁場(chǎng)的影響，利用仿真結(jié)果可以更加清晰地分析本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理；(2)齒輪與巨磁阻芯片的測(cè)量間距不同，對(duì)分布在巨磁阻芯片磁敏感軸方向上磁場(chǎng)的影響，通過(guò)仿真結(jié)果，可以分析得到本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速傳感器

4、具有寬測(cè)量間距特性；(3)齒輪的凸齒寬、凹齒寬和齒深對(duì)分布在巨磁阻芯片上磁場(chǎng)的影響，仿真結(jié)果可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)永磁體與齒輪的大小關(guān)系；(4)永磁體對(duì)巨磁阻芯片工作區(qū)間的偏置特性。
　　 本文還詳細(xì)介紹了該傳感器的信號(hào)處理電路的各個(gè)部分的功能和特點(diǎn)。最后，在實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)的齒輪轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)試平臺(tái)上，對(duì)該傳感器的寬測(cè)量間距性能和基于多層膜巨磁阻芯片設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速傳感器的單極輸出特性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 總之，本文設(shè)計(jì)了一種基于巨磁阻芯片的