三维磁场测量

磁场传感器是用来测量机器零件的位置和产品零接触,零磨损——在现代汽车中,大约有100这样的传感器正忙着监控安全腰带扣和门锁,注册踏板位置,或用于ABS、EPS、发动机控制。然而，这些传统的传感器通常只测量垂直于芯片表面的磁场的大小。虽然在许多方面都很好，但磁场测量仍然不精确，而且容易受到干扰。

迈克尔•Hackner Dr.-Ing。汉斯-彼得·豪和英博士。Fraunhofer集成电路研究所的Markus Stahl-Offergeld并不满足于这些限制。他们想要利用磁场传感器的优势进行精确的位置测量，因此他们着手开发一种3D霍尔传感器。

使用标准工艺制造

Markus Stahl-Offergeld说:“首先，我们将几个传感器连接到一块芯片上，以提高单个传感器的测量精度。”“接下来，我们安排了几个这样的传感器，在一个点上测量三维磁场。结果就是我们的像素细胞。”因此，新一代的3D霍尔传感器诞生了，它能够测量磁场的所有三个空间轴，并计算出物体的确切位置。该传感器芯片包含一个指定的传感器，每三个磁轴。

这些传感器被放置在像素单元中，根据测量速度可以获得几个微特斯拉的分辨率。特斯拉是磁通量密度的单位。芯片上还直接集成了评估电路和线圈，实现了自我测试和校准。“尽管它很复杂，但HallinOne磁传感器可以使用半导体技术的标准工艺制造——这使它具有成本效益，”ing博士解释说。汉斯Hohe。由于这一全球性的技术突破，今年夫琅和费IIS的三位开发人员获得了约瑟夫·冯·夫琅和费奖。

长期合作伙伴关系

德国南部Calw的Seuffer GmbH是最早开发HallinOne潜力的公司之一。早在2006年，该公司就推出了一款传感器，可以防止洗衣机在旋转过程中摇晃和爬过地板。磁铁附在浴缸上，传感器附在洗衣机固定不动的部分。取决于滚筒里有多少洗涤量，以及在一个旋转周期中洗涤量是如何分布的，浴盆会移动，因此磁铁也会移动。传感器测量这种运动，评估数据，并将其传输到洗衣机。如果滚筒在晃动，就暂时停止并稍微摇晃一下，以使洗涤更均匀地分布。

Fraunhofer IIS和Seuffer目前正在开发一种无线窗口哨兵，它可以检测窗口是打开还是关闭，并通过与能量收集相结合的无线传感器网络传输该信息。

“我们的下一个目标是开发一种用于5轴位置测量的传感器，”Michael Hackner说。“这将允许我们同时检测更多的机械自由度，包括磁铁在各个方向的平移和旋转运动。它已经在实验室测试中发挥了作用，但在为实际应用做好准备之前，该系统还需要进行一些调整。”这些应用可能包括计算机、建筑机械、机器人和飞机的控制系统。

如需更多信息，请访问www.fraunhofer.de．