С.А. Трушин1, С.Е. Федоров2, А.И. Сумский3

1–3 ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров, Россия)

1 sTrushin@niiis.nnov.ru, 2 C0987@yandex.ru, 3 sumai@niiis.nnov.ru

Постановка проблемы. Современные датчики углового положения на основе анизотропных магниторезистивных сенсоров за счет специфики анизотропного магниторезистивного эффекта обеспечивают измерение углового положения вращающегося механизма только в диапазоне углов (0–180)°.

Цель. Разработать и провести экспериментальные исследования характеристик датчика углового положения на основе анизотропных магниторезистивных сенсоров, обеспечивающего измерение углового положения в диапазоне углов (0–360)°.

Результаты. Исследован способ определения углового положения вращающегося механизма в диапазоне (0–360)° с помощью сенсоров. Показана возможность создания датчика абсолютного углового положения (энкодера) на основе совокупности четырех сенсоров, обеспечивающего определения угла в диапазоне (0–360)° со случайной погрешностью ≤ 0,5° (в статическом режиме ~ 0,1°), разрешающей способностью 0,02°. Экспериментально проверен образец энкодера.

Практическая значимость. Исследован датчик для систем управления, где требуются знания скорости и направления вращения, угла поворота и положения в условиях повышенной (пониженной) температуры, влажности, загрязнений и значительных вибрационных нагрузках (например, датчиков углового положения рулевых приводов, дроссельной заслонки и т.п.).

Трушин С.А., Федоров С.Е., Сумский А.И. Датчик абсолютного угла поворота на основе анизотропных магниторезистивных сенсоров // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 8. С. 35–44. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202608-05

1. Бараночников М.Л. Микромагнитоэлектроника. Т.1. М.: ДМК Пресс. 2001.
2. Сысоева С. Автомобильные датчики положения. Современные технологии и новые перспективы. Часть 4. Новые перспективы автомобильных датчиков – технологии магниторезисторов ГМР и КМР. 2005. № 5.
3. Борисов А. Современные АМР-датчики для детектирования скорости, положения и слабых магнитных полей // Компоненты и технологии. 2006. № 7.
4. KMA220. Dual channel programmable angle sensor. URL: http://www.nxp.com. Present by 2012.
5. Yhton J.M. Spin-dependent sensors//Proceed/ IEEE. 2003. V. 91. № 5. P. 681–686.
6. Tondra M., Daughton, Wang D. et al. Picotesla field sensor desing using spin dependent tunneling devices // Appl. Phys. 1998. V. 83. № 11. P. 6688–6690.
7. Ru Bai, Zhenghong Qian, Yucheng Sun Fabrication and Analysis of PM-biased Spin-valve Sensors // Journal of Physics. Conference Series 263 (2011) 012005.
8. Axel Bartos, Armin Meisenberg, Ralf Noetzel Novel Redundant Magnetoresistive Angle Sensors // Sensoren und Messsysteme 2006. VDE VERLAG GMBH, Berlin, Offenbach. S. 99–102.
9. Патент РФ № 2436037С1. Абсолютный датчик угла поворота / Гусев В.К., Негин А.В., Прокофьев Л.И. Заявл. 13.09.2010. Опубл. 10.12.2011. Бюл. № 34.
10. Патент РФ №2820033С1. Абсолютный датчик угла поворота / Трушин С.А., Фёдоров С.Е. Заявл. 11.12.2023. Опубл. 28.05.2024. Бюл. № 16.