TMR датчики угла

Датчики угла TMR от TDK представляют собой новый тип магнитных датчиков, в которых используется элемент TMR – высокочувствительный воспроизводящий элемент головки жесткого диска.

Элементы считывания головок жестких дисков основаны на магниторезистивном эффекте, который заключается в изменении электрического сопротивления проводника под действием внешнего магнитного поля.

С 1980-х годов шла постепенная эволюция элементов считывания на основе эффекта магнетосопротивления от элементов AMR (анизотропное магнетосопротивление – АМС) к элементам GMR (гигантское магнетосопротивление – ГМС) и TMR (туннельное магнетосопротивление – ТМС), которая сопровождалась значительным увеличением плотности записи информации на жесткие диски.

Магнитная структура TMR элемента аналогична GMR, разница лишь в том, что в TMR элементе ток течет перпендикулярно поверхности пленки, а в GMR – в горизонтальной плоскости.

TMR элемент представляет из себя структуру, состоящую из барьерного слоя диэлектрика толщиной 1-2 нм, который расположен между двумя ферромагнитными слоями, выполненными с использованием передовой тонкопленочной технологии. При этом общее сопротивление элемента, ток в котором протекает из-за квантово-механического туннельного эффекта, зависит от взаимной ориентации полей намагничивания двух магнитных слоев. Электрическое сопротивление уменьшается при параллельной намагниченности проводящих слоев, в результате чего через структуру протекает большой ток, в случае же антипараллельной намагниченности, электрическое сопротивление становится чрезвычайно большим, в результате чего ток через барьерный слой почти не протекает.

Степень изменения сопротивления элемента выражается значением, называемым отношением магнетосопротивления (MR ratio). Для обычных элементов AMR и GMR отношение магнетосопротивления составляет около 3% и 12% соответственно, тогда как для TMR элементов это соотношение достигает 100%. Таким образом выходное напряжение TMR датчика в 20 раз больше чем у AMR и в 6 раз больше чем у GMR и достигает 3000 мВ.

Одним из основных требований к датчикам поворота является низкий температурный дрейф. В обычных AMR датчиках температурный дрейф сильно возрастает как при высоких, так и при низких температурах. Напротив, TMR датчики от TDK поддерживают стабильно низкую погрешность угла в широком температурном диапазоне (погрешность угла составляет ± 0,6 ° или меньше в диапазоне магнитного поля от 20 до 80 мТл и диапазоне температур от -40 до 150 °C).

Обзор линейки TMR-датчиков от TDK

Вид	Part No.	Диапазон угла, °	Погрешн., °	Тип выхода	Особенности	Применение
	TAS2141-AAAB	360	±0.6	Sin/Cos Диф.	Низкий темп-ый дрейф, Низкое энергопотребление, Высокая точность измерений, Высокое выходное напряжение	Поворот рулевого колеса, Бесщёточные электродвигатели, Открытие педали, Открытие дроссельной заслонки
	TAS2143-AAAA	360	±0.8	Sin/Cos Диф.
	TAS4140-BAAB	360	±0.6	Sin/Cos Диф.
	TAS4142-BAAB	360	±0.8	Sin/Cos Диф.