HMC1043型傳感器是一種小型3-軸表面安裝的傳感器系統(tǒng)，它采用霍尼韋爾各向異性磁阻（AMR）技術(shù)，具有勝過線圈型磁傳感器的優(yōu)點(diǎn)，適用于低磁場磁性傳感。HMC1043在2高斯的量程內(nèi)對磁場的靈敏度達(dá)到100微高斯。為達(dá)到這一高分辨率，必須對磁傳感器進(jìn)行“置位”。在芯片上有一小電流帶對玻莫合金薄膜進(jìn)行置位和復(fù)位。這一技術(shù)也稱作對薄膜充磁，不需要外接線圈。添加了這種具有支持信號處理功能的HMC1043型傳感器，能獲得成本效益好且節(jié)省安裝空間的3-軸磁強(qiáng)計或定向技術(shù)方案。

制造過程中通常選定沿著薄膜長度的方向?yàn)檩S，當(dāng)玻莫合金薄膜受到外加磁場作用時，沿此方向電阻有最大的變化值。當(dāng)受到強(qiáng)磁場干擾時（大于20高斯）薄膜磁化極性會受到破壞，傳感器特性也會改變。針對這一破壞性的磁場，需對敏感元件施加一個瞬態(tài)的強(qiáng)恢復(fù)磁場來恢復(fù)或保持傳感器特性。這一操作是施加一個置位或復(fù)位脈沖。橋輸出信號的極性取決于薄膜內(nèi)部的磁化的方向，并對稱于零磁場的輸出。

霍尼韋爾公司在芯片上放置電流帶對薄膜進(jìn)行再充磁，并擁有這項(xiàng)技術(shù)的專利。這種磁過程是純電子式的，不需外接笨重的線圈。可根據(jù)需要隨時進(jìn)行手動或自動的操作，如檢查環(huán)境磁場是否超量程等，其中一種解決辦法是在系統(tǒng)通電時或通過一超量程的環(huán)境磁場時給傳感器施加一置位或復(fù)位脈沖。另一種方法是每次測量時，以一種倒轉(zhuǎn)的方式改變傳感器輸出極性，即驅(qū)動置位脈沖讀一次數(shù)，再驅(qū)動復(fù)位脈沖讀一次數(shù)，兩次讀數(shù)相減可消除因溫度漂移和電路參數(shù)漂移等共模信號造成的影響，從而得出一個與絕對磁場成正比例的輸出。且因此可使用低成本的電子元件，并且不需要對傳感器的平衡輸出進(jìn)行精調(diào)。

應(yīng)用事項(xiàng)

HMC1043磁阻傳感器是一種用于測量磁場的Wheatstone電橋裝置。在向電橋供電時，傳感器把傳感軸方向的入射磁場強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成差動電壓輸出。除了電橋電路外，傳感器還有兩個芯片內(nèi)磁耦合的（接線）條，偏置條和設(shè)置/重置條。這些（接線）條是霍尼韋爾擁有專利的功能部件，用于入射（磁）場調(diào)整和磁疇調(diào)準(zhǔn)；從而取消了傳感器周轉(zhuǎn)布置定位線圈的需要。

磁阻傳感器由鎳鐵導(dǎo)磁合金（坡莫合金）的薄膜組成，薄膜熔敷在硅片上并形成電阻片元件的樣式。有磁場存在時，電橋電阻元件的變化致使電橋輸出端之間的電壓有相應(yīng)的變化。

這些電阻元件排列在一起有一個公共的傳感軸（按插腳引出線上的箭頭所示），傳感軸在傳感方向的磁場增強(qiáng)時提供正電壓變化。由于輸出僅與一維軸（各向異性原則）及其量級成比例變化，因而使另外安置在正交方向上的傳感器電橋可正確測量任意的磁場方向。傳感器電橋組合在2和3正交軸中使傳感器適用于諸如定向和磁強(qiáng)測量等應(yīng)用。

偏置條在直流電通過它時允許用于數(shù)個操作模式，這些模式是：減去（抵消）不想要的外磁場；電橋偏置電壓等于0；閉合回線磁場；自動校準(zhǔn)電橋增益。

設(shè)置/重置條可用高電流進(jìn)行脈沖，具有下列優(yōu)點(diǎn)：使傳感器能進(jìn)行高靈敏度的測量；轉(zhuǎn)換電橋輸出電壓的極性；周期性用于提高線性度，降低交叉軸效應(yīng)和溫度效應(yīng)。

（1）偏置條

偏置條是螺旋形金屬，連接在傳感器元件的傳感軸上。偏置條一般測量8Ω電阻，對每高斯的入射（磁）場需要10mA。這偏置條易控制電流可在±6高斯線性測量范圍內(nèi)抵銷或增強(qiáng)磁場，但設(shè)計者應(yīng)注意這樣做時會在電路芯片上產(chǎn)生極大的熱量。

在大多數(shù)應(yīng)用場合，偏置條是不使用的，可忽略不計。設(shè)計者可留一個或兩個設(shè)置條接頭（Off-和Off+）處于開路狀態(tài)，或使一個連接節(jié)點(diǎn)接地。不要把兩個偏置條接頭綁扎在一起，以防短路線圈磁路。

（2）設(shè)置/重置條

設(shè)置/重置條是另外一種螺旋形金屬，它連接在傳感器元件易磁化軸上（垂直于傳感器電路芯片上的傳感軸）。每一設(shè)置/重置條的標(biāo)稱電阻為5Ω，在重置或設(shè)置脈沖時正常需要的峰值電流為500mA。有些例外是，必須將設(shè)置/重置條用于周期性調(diào)節(jié)磁阻元件的磁疇，以獲得最好最可靠的性能。

設(shè)置脈沖被定義為流入S/R+條接頭的正脈沖電流。調(diào)節(jié)成功的結(jié)果是磁疇對準(zhǔn)易磁化軸正向，這樣傳感器電橋的極性為正斜率，且正磁場在傳感軸上，從而使電橋輸出接頭之間的電壓為正電壓。

重置脈沖被定義為流入S/R+條接頭的負(fù)脈沖電流。成功的結(jié)果是磁疇對準(zhǔn)易磁化軸反向，這樣傳感器電橋的極性在正磁場且在傳感軸上的情況下為負(fù)斜率，從而使電橋輸出接頭之間的電壓為負(fù)電壓。

一般情況下，先發(fā)送重置脈沖，在數(shù)毫秒后接著發(fā)送設(shè)置脈沖。通過把磁疇推向完全相反的方向，以前發(fā)生的任何磁干擾很可能完全被這二重脈沖消除。對于對噪聲和精度無特別重要要求的簡單電路，可使用單極性脈沖電路（全是設(shè)置或全是重置）。使用這些單極性脈沖，在設(shè)置/重置脈沖電路工作時，數(shù)個脈沖在一起變得很靠攏。圖6所示的是設(shè)置/重置條輸入單極性脈沖所使用的快速和手動的脈沖電路。

（3）置位/復(fù)位脈沖電路

置位/復(fù)位電路有多種設(shè)計方法，應(yīng)根據(jù)成本預(yù)算和設(shè)置的磁場分辨率來選擇最佳方案。置位脈沖和復(fù)位脈沖對傳感器所起的作用是基本一樣的，唯一的區(qū)別是傳感器的輸出改變正負(fù)號。進(jìn)行置位或復(fù)位，需對玻莫合金薄膜施加3-4安、20-50ns的脈沖電流，置位或復(fù)位脈沖寬度為2微秒。該脈沖寬度會對整個電源的消耗造成直接影響，可以縮短該寬度或減少使用次數(shù)，注意一個單脈沖只能在一個方向驅(qū)動，即如果用4安的脈沖對傳感器進(jìn)行置位，脈沖將下降到零電流以下，任何電流的負(fù)脈沖信號會對傳感器“復(fù)位”，并使靈敏度不是最優(yōu)。

置位/復(fù)位電流脈沖的大小取決于系統(tǒng)的磁噪聲靈敏度，如果是最小分辨率為100微高斯，則需4安的脈沖。

置位/復(fù)位片的引腳名稱是S/R+和S/R-。因?yàn)槭且粋�簡單的金屬片，沒有極性的區(qū)別，標(biāo)準(zhǔn)阻值為1.5Ω，所以對于三軸系統(tǒng)，三個金屬片串聯(lián)阻值為4.5Ω。

如果同時使用三個軸，金屬片以串聯(lián)形式連接以保證三個敏感元件上流過相同的電流脈沖，設(shè)定脈沖驅(qū)動電路內(nèi)阻為0.5Ω，則該電路可驅(qū)動5Ω的負(fù)載。產(chǎn)生一個3~4安的最小脈沖驅(qū)動一個5Ω的負(fù)載所需的供電電壓為15~20V。

（4）安裝考慮事項(xiàng)

以下推薦的是HMC1043型印刷電路板（PCB）的形狀面積：標(biāo)稱墊尺寸0.40×0.23mm，標(biāo)稱墊尺寸0.65×0.28mm。

HMC1043型上有16個（支托）墊，每個墊以中心線0.5mm間距隔開，每邊有4個墊。每個墊的標(biāo)稱尺寸為0.23×0.40mm，銅表層上鍍有錫。建議HMC1043型的PCB安裝面積擴(kuò)大到0.28×0.65mm，對于0.025mm的側(cè)邊，內(nèi)區(qū)增加0.05mm，外區(qū)增加0.20mm。面積擴(kuò)大使軟熔裝置連接方便，并在需要測試探頭時有足夠的墊接觸暴露方位。

對8個電觸點(diǎn)支托墊建議使用4mil模板和100%焊膏覆蓋。在水準(zhǔn)墊上不要涂焊膏。另外，MC1053L型使用不純凈焊膏已成功通過測試。