江苏多维科技推出用于机器人关节的基于TMR磁阻芯片的磁编码器方案

发布：2025-03-21 02:30:31

小(xiǎo)尺(chǐ)寸(cùn)，低(dī)成(chéng)本(běn)，高(gāo)精(jīng)度(dù)

对(duì)轴(zhóu)&离(lí)轴(zhóu)多(duō)种(zhǒng)组(zǔ)合(hé)，高(gāo)柔(róu)韧(rèn)性(xìng)

2025年(nián)3月(yuè)13日(rì)消(xiāo)息(xi)，专(zhuān)注(zhù)于(yú) AMR（各(gè)向(xiàng)异(yì)性(xìng)磁(cí)阻(zǔ)）和(hé) TMR（隧(suì)道(dào)磁(cí)阻(zǔ)）技(jì)术(shù)的(de)磁(cí)传(chuán)感(gǎn)器(qì)制(zhì)造(zào)商(shāng)江(jiāng)苏(sū)多(duō)维(wéi)科(kē)技(jì)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司(sī) (MultiDimension Technology Co., Ltd.，简(jiǎn)称(chēng)“MDT”) 为(wèi)满(mǎn)足(zú)人(rén)形(xíng)、犬(quǎn)型(xíng)等(děng)机(jī)器(qì)人(rén)关节(jié)的(de)闭(bì)环(huán)控(kòng)制(zhì)要(yào)求(qiú)，推(tuī)出(chū)多(duō)种(zhǒng)基(jī)于(yú)TMR磁(cí)阻(zǔ)芯(xīn)片(piàn)的(de)磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)方(fāng)案(àn)。方(fāng)案(àn)可(kě)以(yǐ)满(mǎn)足(zú)对(duì)轴(zhóu)和(hé)离(lí)轴(zhóu)多(duō)种(zhǒng)组(zǔ)合(hé)使(shǐ)用(yòng)，对(duì)安(ān)装(zhuāng)要(yào)求(qiú)低(dī)，具(jù)有(yǒu)小(xiǎo)尺(chǐ)寸(cùn)、低(dī)成(chéng)本(běn)、高(gāo)精(jīng)度(dù)的(de)特(tè)点(diǎn)。

磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)方(fāng)案(àn)一(yī)

一(yī)、对(duì)轴(zhóu)磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)方(fāng)案(àn)

对(duì)轴(zhóu)磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)方(fāng)案(àn)常(cháng)规(guī)用(yòng)于(yú)直(zhí)流(liú)电(diàn)机(jī)轴端角度检测，配合单对极充磁磁铁和一颗TMR3110或TMR3111来实现。

TMR3110、TMR3111具有自校准功能，配合单对极充磁磁铁，可以达到0.05°的绝对角度精度，满足40000RPM的转速需求。

TMR3110、TMR3111有SPI，ABZ和PWM输出方式，满足客户多种通讯接口需要。

其中，TMR3111D采用DFN10L（3mm × 3mm × 0.75mm）小尺寸封装，能够节约用户的PCBA布板空间。

图1 对轴磁编码器方案原理图

图2 TMR3110所测磁场角度定义（顶视图）

磁编码器方案二

二、离轴磁编码器方案 离轴方案常用于无框力矩电机端角度检测和减速器输出端角度检测。配合单对极充磁的磁环和线性TMR磁阻芯片来实现。 4颗TMR2615线性芯片按图3所示，在磁环外圈排列，排列相位为90°，通过4颗TMR2615的相互补偿，可以有效降低轴向和径向抖动带来的偏差。采用江苏多维科技的角度运算芯片MDT3259，可以自校准4颗TMR2615的输出信号，输出绝对角度信号，有SPI，ABZ和PWM输出方式，满足客户多种通讯接口需要。该方案可以满足±0.15°的离轴绝对角度精度， 3000RPM以上的转速需求。 TMR2615是江苏多维科技的线性TMR芯片，有DFN3L (1.6 mm × 1.6 mm × 0.5 mm) 小尺寸封装，其水平方向敏感，在单磁环离轴方案中，可以大大降低客户的整体机构厚度，也节约了客户的PCBA布板空间。 MDT3259是一(yī)颗(kē)角(jiǎo)度(dù)编(biān)码(mǎ)器(qì)信(xìn)号(hào)调(diào)理(lǐ)芯(xīn)片(piàn)，可(kě)以(yǐ)把(bǎ)正(zhèng)余(yú)弦(xián)电(diàn)压(yā)芯(xīn)片(piàn)转(zhuǎn)换(huàn)为(wèi)数(shù)字(zì)角(jiǎo)度(dù)信(xìn)号(hào)，且(qiě)具(jù)有(yǒu)多(duō)阶(jiē)谐(xié)波(bō)校(xiào)准(zhǔn)功(gōng)能(néng)，采用(yòng)DFN24L(4mm × 4mm × 0.75mm)封(fēng)装(zhuāng)。

图(tú)3 离(lí)轴(zhóu)磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)方(fāng)案(àn)原(yuán)理(lǐ)图(tú)

图(tú)4 推(tuī)荐(jiàn)电(diàn)路图(tú)

磁(cí)编(biān)码(mǎ)器(qì)方(fāng)案(àn)三(sān)

三、双对轴TMR3110/3111组合方案

针对直流电机和行星减速器组合的机器人关节方案，双对轴TMR3110/3111组合方案安装简单、成本低，江苏多维科技推出单对级磁铁磁屏蔽方案，可以有效消除输入输出轴端的两颗单对极磁铁相互影响。在组合使用中满足±0.15°的绝对角度精度需求。

图5 双对轴TMR3110/3111组合方案原理图

磁编码器方案四

四、单对极磁铁对轴+单对极磁环离轴组合方案

针对直流电机和行星减速器的机器人(rén)关节(jié)方(fāng)案(àn)，单(dān)对(duì)极(jí)磁(cí)铁(tiě)对轴（TMR311x）+ 单对极磁环离轴（TMR2615×4 + MDT3259组合方案）结构更为简单。通过增加磁屏蔽，可有效消除磁铁和磁环的相互影响。在组合中满足±0.15°的绝对角度精度需求。

图6 单对极磁铁对轴+单对极磁环离轴组合方案原理图