【经验】TE 磁阻传感器测量角度的计算方法,基于KMT32B中等精度的简单系统设计方案
TE connectivity KMT磁阻传感器广泛适应于消费、智能家居、工业应用场合,如灯光调节、转轴控制等。谷歌子公司nest多个智能温控器产品用到TE的KMT磁阻传感器,其应用传感部分设计与今天介绍的系统类似。为了加深客户对KMT传感器了解、节省客户开发时间,本篇介绍KMT32B的一个设计方案,介绍磁阻传感器测量角度的计算方法。
该设计方案是一个中等精度的简单系统。精度取决于所用微控制器的A/D转换器分辨率。A/D转换器的输入电压范围必须介于0V和Vcc之间。 利用惠斯通电桥产生半Vcc的直流电压,将A / D转换器设置在正确的输入电压范围内。 所提出的系统使用简单的放大器使传感器信号能够被读入微控制器的A/D转换器。系统设计如图1。
图1 KMT32B应用系统图
下面介绍KMT32B应用数据采集与计算。
传感器通电并连接到A/D测量系统,推荐以10位分辨率获取桥电压输出信号。每个离散数据可以描述为表示以mV为单位且包含偏移的正弦和余弦值的数据对。 测量应在180°以1°的步长进行。 该数据对将被定义为Vraw,sin(αi)和Vraw,cos(αi),其中i = 1 ... n(n测量次数)。 在这种情况下,我们假设每次旋转完成一次测量,意味着n = 180。
采集到的是电压信号,无法直接应用,需要先算出偏移电压Uoff、在将输出电压进行标准化,最终才能计算出需要到角度数据。
为了确定偏移电压Uoff,我们可以从输出电压Vraw,sin(αi)和Vraw,cos(αi)确定正弦和余弦的最大值和最小值。 最大值和最小值定义如下:
因此我们可以计算传感器的偏移电压:
存在计算偏移电压Uoff的其他方式,例如圆形回归方法,其包括利用三个数据对Vraw,sin(αi)和Vraw,cos(αi)或更多相应的圆参数来确定。 圆心坐标确定Uoff,sin和Uoff,cos。
在减去每个桥的偏移之后,可以在电源值上对输出电压进行标准化,单位为mV / V。 结果信号如图2所示。
图2 KMT32B校正了归一化信号
下一步是使用arctan函数评估信号。 通过使用两个电压输出,正弦与余弦的比率可计算出磁场角度:
得到角度数据各应用的软件控制就方便了。
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品牌:TE connectivity
品类:Wire-to-Board Connector Contacts
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可定制板装式压力传感器支持产品量程从5inch水柱到100 psi气压;数字输出压力传感器压力范围0.5~60inH2O,温度补偿范围-20~85ºС;模拟和数字低压传感器可以直接与微控制器通信,具备多种小型SIP和DIP封装可选择。
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支持定制透气膜的宽度,ePTFE材质,耐温范围-40℃-260℃,防水等级IP67/IP68,具有疏水性(拒水性)和不粘性。
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