Микросхемы на основе анизотропных магниторезистивных преобразователей для систем автоматики, управления и навигации

Большая чувствительность к магнитному полю
Высокий уровень первичного сигнала, упрощающий его постобработку Высокая температурная стабильность в широком диапазоне температур (–60 … +150 °C)
Высокая радиационная стойкость
Точность измерения с помощью АМР преобразователей не зависит:
- от напряженности магнитного поля;
- магнитного дрейфа во времени;
- магнитного дрейфа с температурой;
- магнитного старения;
- механических и магнитных допусков.
Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»
Основные достоинства магнитных преобразователей на основе анизотропных магниторезистивных пленок (АМР преобразователей)

Области применения АМР-преобразователей
Главным достоинством АМР преобразователей является возможность чрезвычайно эффективно измерять как постоянные, так и переменные (частотой до 1 мГц) магнитные поля от единиц нТ до ~ 20 мТ ( 10-5 Гс до ~200 Гс). Именно это позволяет строить на их основе датчики самого различного назначения. Основными направлениями построения датчиков на основе АМР преобразователей являются следующие:
- создание датчиков регистрирующих магнитные поля различного происхождения, в том числе и поле Земли, а также магнитные аномалии;
- создание датчиков регистрирующих электрические величины, в частности электрические токи;
- создание датчиков регистрирующих механические величины.
По совокупности параметров АМР преобразователи прекрасно подходят для построения датчиков с целью применения в системах специального назначения.
Разработанные АМР преобразователи имеют в своей основе магнитные пленки двух составов:
80% Ni 20% Fe, с величиной магниторезистивного эффекта ~ 2,2%,
74%Ni 10%Fe 16Со с величиной магниторезистивного эффекта ~3,5 %.
Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»

Измерение магнитных полей
Измерение электрических величин
Бесконтактное измерение механических величин
Применение АМР преобразователей
Измерение магнитных полей, в т.ч. поля Земли
Регистрация магнитных аномалий
Контроль движения транспортных средств
Измерение электрического тока
Измерение электрической мощности
Измерение линейных и угловых перемещений
Измерение углов поворота
Измерение скорости вращения
Измерение уровня
Измерение давления
Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»

АМР-преобразователь магнитного поля с четной передаточной характеристикой
Топология преобразователя
Передаточная характеристика
Преобразователь имеет большой выходной сигнал, характеристика нелинейная
АМР-преобразователь магнитного поля с нечетной передаточной характеристикой
Преобразователь имеет значительный линейный участок , регистрирует полярность поля
Топология преобразователя
Передаточная характеристика
Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»

Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»
На основе технологии АМР-преобразователей разработана микросхема интегральная 1382НХ065 для преобразования угла поворота магнитного поля в синусно-косинусный сигнал
Технические условия АЕНВ.431320.441ТУ. Включена в перечень ЭКБ 01-22-2019 Приемка «5»
Основные технические параметры:
Угол поворота 0…180° (± 90°)
Амплитуда сигнала при Uпит. = 5В; не менее 75мВ
Напряжение питания: 5…10 В
Сопротивление 2,5… 3,5 кОм;
Температурный диапазон работы - 60 +125 °С;
Начальное смещение не более ± 1,5 мВ/В;
Гистерезис выходного напряжения, не более 0,1%;
Синхронизм выходных сигналов 99-101 %
Температурный коэффициент выходного напряжения,
при U= const не более -0,35 %/°С
при I = const не более -0,13 %/°С
Температурный коэффициент напряжения смещения ± 2 мкВ/В/°С
Температурный коэффициент сопротивления одного моста, 0,28 %/°С
Корпус МК 5222.8-В (металлокерамика аналог SO8)
Микросхема выполняет преобразование магнитного поля, вращающегося в плоскости микросхемы, в два синусно-косинусных сигнала, которые позволяют затем определить угол поворота поля по формуле φ = 1/2(arctg(U1/U2)). Преобразование осуществляется с помощью восьми анизотропных тонкопленочных магниторезисторов включенных в два моста повернутых один относительно другого на 45º. По характеристикам является аналогом сенсоров KMZ41 и KMZ49 («NXP»), HMC 1512 («Honeywell»), АА747 («Sensitec»)

Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»
Микросхема 1382НХ065 обладает высокой стойкостью к воздействиям специальных факторов

Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»
На основе технологии АМР-преобразователей разработана бескорпусная микросхема интегральная 5202НХ01Н4 для регистрации малых магнитных полей,
Микросхема предназначена для работы в составе интегрального преобразователя магнитной индукции и линейного ускорения
Диапазон рабочих температур -60…+85°C
Микросхема по своим параметрам близка сенсорам HMC1021 («Honeywell»), KMZ51, (Philips»), AFF756 («Sensitec»)

Датчики тока на основе АМР преобразователей с встроенными магнитами
Использование этих АМР-преобразователей в качестве датчиков тока с полной гальванической развязкой измеряемой и измерительной цепей позволяет измерять ток путем установки преобразователя непосредственно на токонесущий проводник в диапазоне от долей ампера до десятков и сотен ампер.
Акционерное общество «Зеленоградский нанотехнологический центр»
Передаточная характеристика АМР-преобразователя с двумя встроенными микромагнитами
линейный диапазон ±12 кА/м (± 150 Э), чувствительность – 0,75 мВ/В/кА/м
чувствительность 2,3 мВ/В/А
без усилителя