基于可编程霍尔IC的角位移传感器-动力机械及工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 Angular Position Sensor Based on Programmable HALL Integrated Circuit A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Zhang Meng Supervisor：Prof. Wu Kegang Chang’an University, Xi’an, China 万方数据 万方数据 论文独创性 声明 本人声明 :本人所呈交 的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果 。除论文中已经注明 引用的 内容外，对论文 的研究做出重 要贡献的个人和集体， 均己在文中以明确方式标明 。本论文中不包含任何 未加明确注明 的其他个人或集体已 经公开发表 的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名 : 貌? )/rlJcf 年 占 月 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下 所完成 的论文及相关的职务作品， 知识产权归属学 校 。学校享有以任何方式发表 、复制、公开阅览 、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位 论文或与该论文直接相 关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 (保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名 :好多 导师签名:扣才 )?l/ 伊 年 生 月 117 日 非 \(户 年 C月 初 日 万方数据 万方数据 摘 要 作为汽车技术和电子技术相结合的产物，汽车电子控制技术既能提高汽车性能又可 以降低排放、节约能源，是解决当前汽车与环境矛盾的较为有效的技术措施。汽车电子 控制系统由各种传感器、电子控制单元（ECU）和相应的执行器组成。位置传感器在汽 车电子控制系统中得到广泛应用，为 ECU 提供线位移或角位移信号，是最基本和最重 要的传感器之一。霍尔传感器是一种磁敏传感器，采用非接触测量方式，无磨损，工作 稳定可靠，体积小，非常适用于角位移的测量。本文对车用可编程线性霍尔角位移传感 器组件进行了研究，内容如下： 首先对汽车上的不同类型的角度传感器的工作原理进行了分析和对比，对霍尔传感 器的优势进行了重点分析；其次对霍尔角位移传感器组件进行了设计，包括：霍尔器件 的选择，永磁材料及软磁材料的分析和选择，磁路结构的设计。磁路结构的设计包回型 磁路和环形磁路两种方案。 其次使用 ANSYS 有限元软件的电磁场分析模块对磁路结构进行仿真分析，用来评 价传感器的线性度，通过仿真计算获得磁路中心位置处霍尔元件感应到的磁感应强度与 角位移的变化关系曲线，之后通过线性拟合求解曲线的线性误差，并通过测量试验进行 对比验证，判断磁路方案的可行性。 最后介绍了霍尔器件的编程方法，包括编程脉冲、与编程有关的寄存器以及报文等； 设计了编程器的硬件电路，硬件电路主要由电源系统、单片机、电压调制模块以及串口 通信模块组成，介绍了角位移传感器的标定方法。 关键词：汽车，电控系统，角位移传感器，可编程霍尔 IC，磁路有限元分析 i 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 Abstract As the combination of the car technology and electronic technology, automotive electronic control technology both can improve the performance and reduce emissions, save energy, it is a more effective technical measures to solve the contradictions of the current vehicle and environment. Automotive electronic control system is composed of sensors, electronic control unit (ECU) and the corresponding actuator. Position sensor is widely used in the automotive, it provides line displacement or angular displacement signal for ECU.Position sensor is one of the most basic and important sensor in automotive. HALL sensor is a kind of magnetic sensor, adopts non-contact measurement method, no wea