Dual-Die-3D-Positionssensor mit Störfeldkompensation

SENSORIK

H A R 3920 2100 2024 Press
©TDK

Die Micronas 3D HAL-Positionssensor-Familie wird von TDK um den Dual-Die-Sensor HAR 3920-2100 für Automobil- und Industrieanwendungen erweitert. Er ist für die Positionserkennung auf Basis linearer Wegmessung oder Winkelbestimmung unter dem Einfluss störender Magnetfelder ausgelegt.

Der nach ISO 26262:2018 entwickelte HAR 3920 ist als ASIL C-ready definiert und unterstützt die Integration in Automobilanwendungen mit Funktionaler Sicherheit bis ASIL D auf Systemebene. Er eignet sich für Anwendungen wie die Erfassung der Gaspedal- oder Drosselklappenposition oder als berührungsloses Potentiometer. Der Magnetfeld-Amplitudenbereich reicht von 10 mT bis max. 200 mT (abhängig vom Messmodus).


Technische Details

  • Der HAR 3920 weist ein Dual-Die-Design mit Redundanzfunktion auf. Hierbei wurden zwei unabhängige Chips in ein Gehäuse übereinandergestapelt und jeweils mit den Pins einer Gehäuseseite elektrisch kontaktiert. Diese Stacked-Die-Architektur gewährleistet synchrone Ausgangssignale, da beide Sensorchips nahezu das gleiche Magnetfeld messen.
     
  • Unter Verwendung der Hall-Technologie misst der Sensor vertikale und horizontale Magnetfeldkomponenten. Dabei werden durch eine bestimmte Anordnung der Hall-Elemente externe magnetische Störfelder kompensiert. Der HAR 3920 ist damit in der Lage, Magnetpositionen bei linearen Bewegungen oder rotative Bewegungen bis 360° zu erkennen.
     
  • Für präzise Drehwinkelmessungen reicht ein einfacher zweipoliger Magnet aus, der idealerweise oberhalb des sensitiven Messbereichs am Ende einer Welle platziert wird. Der Sensor unterstützt auch störfeldrobuste Messungen, wenn der Magnet sich neben der Rotationsachse befindet.
     
  • Mit einem linearen, ratiometrischen Analogausgangssignal mit passiver Leitungsbrucherkennung, das sowohl mit Pull-up- als auch Pull-down-Widerständen funktioniert, ist der Sensor vielseitig einsetzbar. Darüber hinaus bietet er einen Schaltausgang (Open-Drain), dessen Schaltsignal aus berechneten Positionsdaten oder anderen sensorinternen Signalquellen abgeleitet wird. Dies ermöglicht es, Ein/Aus-Schaltpunkte, Schaltlogik und Schaltpolarität zu definieren.
     
  • Die On-Chip-Signalverarbeitung errechnet aus den Magnetfeldkomponenten einen Winkel pro Die und wandelt diesen Wert in ein analoges Ausgangssignal um. Wichtige Eigenschaften wie Verstärkung, Offset und Referenzposition können durch Programmierung des Sensors eingestellt werden.


Verfügbarkeit

Der HAR 3920 wurde für Automobil- und Industrieanwendungen entwickelt und arbeitet in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 160 °C. Der Sensor ist im 16-Pin SSOP16-SMD-Gehäuse erhältlich. Der Produktionsstart ist für April 2024 geplant; Muster sind auf Anfrage bereits erhältlich.

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