2轴磁传感器从霍尔到磁阻，高精度磁传感升级进行时

发布时间：2024-11-26 02:11:08

从霍尔到磁阻，高精度磁传感升级进行时

磁传感是在现代工业和电子产品中应用得相当广泛的一类传感器件，通过把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起的敏感元件磁性能变化转换成电信号来检测相应物理量变化。

在磁性位置传感器这一大类别里，有基于霍尔效应的磁传感器，有基于各向异性磁阻效应的AMR传感器，有基于巨磁阻效应的GMR传感器，还有基于隧道磁阻效应的TMR传感器，这些是目前位置传感应用里的核心传感技术，后面三者也被统称为磁阻传感器。

传统霍尔到3D霍尔

基于霍尔效应的磁传感器从应用端的使用率上来看无疑是最多的技术路线，技术成熟、结构简单、体积小重量轻且性价比高是它的优势。在很多高端应用场景，如汽车、机器人、工业自动化中，依然有着不少霍尔效应磁传感在应用。

这类场景中，3D霍尔效应位置传感器应用得越来越多，是近年来备受关注的传感器类型。3D霍尔传感器通过在X、Y和Z轴三个方向上放置个独立的霍尔元件，可以同时测量物体在三个轴上的磁场强度，从实现对物体的三维磁场感知。

3D霍尔效应位置传感器可以提供多个磁场范围以应对不同的强磁场环境保证可靠度。用高带宽进行测量的3D霍尔也提高了传感器感测的整体速度。

目前市面上可以提供3D霍尔传感器厂家相比于传统霍尔传感厂商还比较少，传统霍尔向3D霍尔转变难度不小。国内不少厂商都已经推出了3D霍尔传感，如灿瑞、昆泰芯、霍尔微等。

根据QYResearch发布的3D霍尔传感器行业分析报告，预计2029年全球3D霍尔传感器市场规模将达到1.9亿美元，近五年年复合增长率为8.5%。汽车、工业自动化、航空航天、智能家电等需要精确测量磁场的应用对高精度传感的需求在大力推动3D霍尔的发展。

汽车市场增长带动磁阻传感普及

三类磁阻传感都基于最原始的磁阻效应，即通有电流的导体上施加磁场，导体电阻值会发生明显的变化。AMR磁阻传感应用了电子的散射各向异性，GMR磁阻传感应用了磁性材料电阻率在磁场作用时变化幅度非常大的特性，TMR磁阻传感应用了穿隧电阻大小随两边铁磁材料相对方向变化的特性。

AMR、GMR和TMR，三种磁阻传感技术难度递增，结构复杂度、成本和工艺难度同样如此，与之相匹配的是更高的灵敏度和更大的磁阻效应。以代表灵敏度的磁电阻比ΔR/Rmin为例，AMR在3%左右，GMR在15%左右，TMR直接提高到50%以上。

这几类传感，在汽车传感、智能电网、新能源等磁场、电流测量领域有着不可替代的重要作用，近年来随着材料、元器件、电路技术以及传感技术的发展，这些高技术门槛高成本的技术应用也开始多了起来，正逐步取代霍尔成为新一代的集成化磁场传感器技术代表。

相关传感技术赛道上的厂商也越来越多，各厂商也一直在不断增强磁阻传感技术实力，NXP获得过TMR龙头厂商Crocus的技术授权；TDK收购了霍尔传感厂商Micronas，英飞凌在不断探索融合磁阻传感xMR兼顾各磁阻传感优势；多维科技在TMR和AMR产品上不断在推陈出新；Allegro重点布局在GMR赛道，同时在探索TMR赛道。

磁阻传感开始普及和汽车市场有着莫大的关系，汽车向电动化、智能化和网联化方向发展，对磁传感的需求大增，单个汽车搭载的磁传感数量和价值不断上涨。为了匹配汽车电子系统，磁阻传感开始加速渗透。

小结

从目前行业主要磁阻传感厂商的动向来看，融合磁传感技术正在成为风向，不论是霍尔加上磁阻传感技术的融合，还是不同磁阻传感技术的融合，在单一传感器上进行多路技术集成带来了更强的竞争力。可以预见未来磁传感市场会出现越来越多的组合技术式产品，以匹配高端电子设备系统的传感需求。

「X-NUCLEO-IKS01A2测评」开箱和开发板的观感

收到快递，立即打开检查，外包装没有问题，但内包装就是STM开发板的标准包装，但此块开发板好像与此包装不太兼容，板子明显小于塑压成型的框，因此开发板在里面可谓自由自在，加上开发板的塑包装有明显压痕，见照片01，确实让人有点揪心。好在打开后仔细观察开发板，除了背面的引脚边上有被压弯了——稍稍用点力扳直就可以了，因此外观还算无恙。正反面见照片02，03。

由于此板主要为各种传感器的载板，因此见其中的主要芯片都做了近照并且处理了一下，因为印字太小，放大后还是不太清楚，即便下载了所有相关芯片的Datasheet，但手册里没有找到封装印字说明，下边的照片写出来的印字不一定准确，仅供参考。

照片04是U1-LSM303AGR，芯片印字为ARG629，3轴加速度计和3轴磁传感器；照片05是U2-LSM6DSL，芯片印字为SF624，3轴加速度计和3轴陀螺仪；照片06是U3-HTS221，芯片印字为HL2S，电容型温湿度传感器；照片07是U4-LPS22HB，印字为C623，压力传感器，可对晴雨估算；照片08是U5-LDK130M-R，印字为KAD，输出0.3A的LDO电源芯片；照片09是U6+U7-2片ST2378E，由于这两芯片较大印字为芯片型号，I/O电平转换器。

开发板没有独立的电源引脚，需要插在Arduino兼容的开发板上，好在STM的许多NUCLEO开发板都带有兼容arduino的引脚，找一块连接上去就可以了，照片0A是将开发板接插在NUCLEO-F410RB上。

最后的疑惑是此开发板上带了一个DIP24的插座，暂时还不知道用途，需要仔细看完各种手册说明后才能定论。

此帖出自ST MEMS 传感器技术论坛论坛

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