【中國傳動網 技術前沿】 在過去幾年里，一系列新的終端市場和應用開始涌現，推動了對更高性能位置傳感器的需求。這在磁性位置傳感器IC領域尤為明顯，此類傳感器的供應商已經響應市場的急切呼喚，開始推出新產品，專為快速發展的機器人和無人機市場量身定制。新型磁性位置傳感器更加智能，可提供更高的分辨率和精度，更小更輕，而且功耗遠遠低于其前代產品。本文將簡述一下磁性位置傳感器的歷史，以及它們以往所服務的終端市場和服務方式，然后深入探討當今新一代器件中引入的特殊的新功能和性能。最后，聚焦機器人和無人機領域，分享這些新式的創新型磁性位置傳感器的幾個用例。

霍爾磁性位置傳感器已經問世很長一段時間了，但隨著汽車、消費和工業應用終端市場的不斷電氣化，它們如今在這些應用中的使用仍然在增加。例如，在汽車領域，磁性位置傳感器目前用于諸如轉向、制動、變速器、換檔器、底盤高度、踏板、油量感測等車輛子系統。而自動駕駛車輛的激增只會促進其用量需求。在消費領域，它們廣泛用于白色家電的門位置檢測。在工業市場領域，它們用于為控制系統和工業機器人提供執行器、杠桿和操縱桿位置反饋。此外，在所有市場中，它們都大量用于輔助電機控制。

磁性位置傳感器得到如此廣泛的使用的主要原因是它們可以由低成本的CMOS半導體技術實現，并且可以在最惡劣的環境中提供準確、可重復、可靠的位置測量。磁性位置傳感器不受灰塵、泥土、污垢和液體的影響，并且可以在高溫、高濕的環境下工作。一些供應商，例如艾邁斯半導體，甚至提供免受雜散場影響的磁性位置傳感器。

CMOS磁性位置傳感器已經整合進各種常見的表面貼裝和單列直插通孔式IC封裝中，對于上述提到的大多數應用而言，此類封裝已經足夠小了。同樣，CMOS磁性位置傳感器的典型功耗耗為幾十毫安。這仍然是傳統汽車、工業和消費類市場可承受的功耗水平。

然而，隨著汽車的快速電氣化，連接到物聯網的新型消費產品層出不窮，工業設備和工廠通過使用機器人和人工智能變得越來越高效和智能化，過去的磁性位置傳感器不再適合。現在的設計人員普遍認為，它們的物理尺寸和功耗都過大，而且精度不足以滿足系統的性能目標。

當前正致力于為輕工業、醫療和太空探索等終端市場研制新型機器人的設計工程師，對傳統的磁性位置傳感器也持相同的看法。在這三個終端市場中，機器人設計師都需要超小型且超低功耗的磁性位置傳感器，以生產非常小巧的高精度機器人手臂。機器人手臂將用來完成復雜精細的任務，例如組裝電子元器件、執行各種腹腔鏡手術以及在遙遠的行星上拾取小礦石和沉積物樣品等。

迅速發展的無人機市場也是如此，尺寸、重量和低功耗是實現更長時間飛行任務的關鍵需求，在無人機的攝像頭云臺領域，超小型和超低功耗的磁性位置傳感器尤其必不可少。磁性位置傳感器用于無人機的攝像頭云臺，為云臺的無刷直流電機提供換向反饋，并提供三維的齒輪角度位置反饋。如果沒有這些磁性位置傳感器，攝像頭的穩定性不足以提供令人驚嘆的攝影效果。