采用AMR傳感器的車輛檢測

1、采用AMR傳感器的車輛檢測應(yīng)用手冊AN218摘要車輛自動檢測的需求不斷增加，為霍尼韋爾的各向異性磁阻（AMR）傳感器帶來的利益，如一個比較舊的，簡單的車輛檢測系統(tǒng)的升級?；谶@些體積小，簡單的惠斯通電橋傳感器，許多應(yīng)用程序現(xiàn)在能夠部署這些傳感器的成本效益，以及在附近的車輛獲得更多的信息。本應(yīng)用手冊將為潛在的設(shè)計者描述車輛檢測的各種應(yīng)用，車輛檢測的各種硬件和軟件技術(shù)，兩個設(shè)計實例描述AMR傳感器的集成和運行各種應(yīng)用程序。車輛檢測的應(yīng)用在過去的幾十年里車輛檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常迅速。最傳統(tǒng)的檢測方法從壓氣軟管到嵌入在道路的感應(yīng)線圈，大多數(shù)遺留下來的檢測方法集中在車輛出現(xiàn)信息作為控制系統(tǒng)的一個判定條

2、件?，F(xiàn)在，我們想得到那多的信息，如速度和方向的流量，一個長路面上單位時間內(nèi)的車輛的流量，或只是一類車很可靠的存在或不存在的信息。據(jù)事實，即幾乎所有的公路用車在其機箱中有顯著量的黑色金屬（鐵，鋼，鎳，鈷等），使用磁傳感器是檢測車輛的良好選擇?，F(xiàn)在，磁傳感器技術(shù)規(guī)模上相當小，幸虧固態(tài)技術(shù)，無論是尺寸和電氣接口都有了改進，使集成變得更加容易。但是，不是所有的車輛發(fā)出的磁場都可以使用磁傳感器的檢測。這實際上排除了許多“高磁場”的磁場感測裝置，如霍爾效應(yīng)傳感器。但大自然母親為我們提供了與地球的磁場，貫穿南磁極和北磁極之間的一切。地球的磁場磁感應(yīng)強度大約是半高斯，所以“低磁場”磁傳感器用于檢測這個磁場強度

3、，并且該磁場強度受附近車輛的干擾。圖1給出了了很好的圖解，即地球磁極之間的磁通線，還有它們收到穿透具有黑色金屬的典型車輛的彎曲度。隨著磁通線集合（匯聚）或展開（發(fā)散），放置在附近的磁傳感器將受到車輛對地球產(chǎn)生的相同的磁性。然而，由于傳感器是不是緊貼在車輛表面或車輛的內(nèi)部，它不能得到同樣集中或分散化的精度。并與從車輛偏離距離增加，磁通密度的變化量以車輛出現(xiàn)的指數(shù)速率下降。這是好是壞，取決于您的設(shè)計關(guān)注點。如果檢測距離是最高優(yōu)先級，一個高壓跌落式磁通密度是壞的。但是，如果沒有錯誤檢測時檢測相鄰車道或在相鄰?fù)＼囄坏能囕v，高壓跌落式磁通密度變化是非常好的消息。典型的應(yīng)用磁傳感器和地球磁場的車輛檢測是：

4、鐵路道口控制（用于火車）驅(qū)車穿過零售渠道（銀行，快餐等）自動小門/大門開啟交通監(jiān)控（速度，方向）停車場空間探測停車收費表磁傳感器硬件低磁場傳感器兩大類，磁阻橋梁，電磁線圈。 雖然電磁線圈可以做成磁感應(yīng)和磁通門的磁場傳感器，一般來說，它們更傾向于表較大的尺寸，并且需要有源振蕩器電路，以確定影響線圈（線圈匝）的磁通的量。磁阻傳感器，有兩種類型是可用的，稱為AMR和GMR。 AMR或各向異性磁阻傳感器是定向的傳感器，并提供只在它們的敏感軸的磁場的振幅響應(yīng)。通過結(jié)合AMR傳感器分成兩個或三個軸配置，兩維或三維通過傳感器的磁場測量是可能具有優(yōu)異的線性度的。 GMR或巨磁電阻傳感器也可以用于低磁場傳感，但

5、很小方向性的振幅有一個廣泛的靈敏度。對于車輛檢測，GMR傳感器必須有一個附近的磁偏置場，通過永久磁鐵或是直流驅(qū)動螺線管獲得改進的線性度。在下面的討論中，我們將只討論AMR傳感器的車輛檢測應(yīng)用。對于AMR傳感器，所述傳感器的電阻元件是用于一個阻性“惠斯通電橋”而變化性略有變化時每個元素作為磁場取向。電阻元件是由坡莫合金薄膜，大約有1000歐姆的電阻，但是當沒有磁場存在時每個元素包含歐姆在內(nèi)是精密匹配的。圖2示出了一個典型的AMR傳感器惠斯通電橋的電路圖。每個橋有四個相同的相對立的電阻元件。例如，如果橋接收到一個正的磁場或磁通線的靈敏軸，Vb對于Out+和Out-到GND的電阻的電阻值會稍微降低，

6、而其他兩個電阻阻值會增加。其結(jié)果將是，Out+電壓增加大概Vb / 2，Out-電壓減少 Vb / 2。如果橋電壓或Vb，等于5伏并且所施加的磁通量是0.5高斯，Out+標稱電壓則在2.5012伏，Out-標稱電壓則在為2.4988伏。從AMR傳感器測量的輸出電壓值是測量于Out+到Out-，和傳感器靈敏度方程的函數(shù)中得來，或：OUT+ - OUT- = S * VB * BS和S =靈敏度（標稱值1mV/V/gauss）Vb =電橋電源電壓，單位為伏特BS =橋應(yīng)用中的磁通量，單位為高斯在上述的例子中，一個5伏的供給用0.5高斯的磁通敏感軸的橋梁，產(chǎn)生了2.5毫伏的電橋輸出電壓。結(jié)合兩個AM

7、R傳感器在一起，部分變成了2軸傳感器，水平安裝時，能分解任何水平磁場到X和Y矢量分量。圖3顯示了該傳感器在Honeywell HMC1022傳感器產(chǎn)品組合。假設(shè)磁場Bs是地球的磁場在水平方向上的，HMC1022的集成電路封裝中的傳感器分解磁場BS成Bx和By矢量分量。這樣Bx和By代表的Bs的方向和幅度。對于車輛檢測，因為車輛處理在HMC1022包里的傳感器，Bs的方向和振幅是可以改變的。而一個單一的AMR傳感器（如HMC1021）可以注意一個軸的移位，具有2軸傳感器可以更可靠地檢測車輛的檢測范圍的邊緣處，并為探測提供一個“全取向”保證。正如你將看到在后面的幾節(jié)中，選擇一個，兩個，或三軸磁場傳

8、感是一個性能和成本的權(quán)衡。單軸系統(tǒng)將要求只有一個傳感器，一組傳感器接口的電子設(shè)備，和一個數(shù)字化輸入并放入一個閾值檢測算法。使用HMC1022，HMC1052和HMC1053多軸傳感器的部件，如為了安裝靈活性提供額外的軸。磁傳感器接口電路由于由地球的磁場強度引起AMR傳感器輸出是在小毫伏水平，這些惠斯通電橋傳感器需要后續(xù)的放大，使車輛感應(yīng)場的變化更容易檢測到。隨著傳感器的差分輸出，每個傳感器需要一個兼容傳感器輸出電壓和傳感器電橋的電源電壓的微分或測量放大器。通常情況下，這些放大級將作用于從4.8伏至5.2伏，或2.7伏至3.3伏的電源軌以節(jié)省能源在電池應(yīng)用或非便攜式能源供給更高的電壓。正如你看到

9、的在靈敏度方程中，橋的電源電壓幫助放大信號。但是，運行超過5伏的傳感器也將更多毫瓦的熱施加在橋渡元素上，使熱漂移的影響更為顯著。圖4示出了一個典型的傳感器接口電路原理圖。如圖所示，一個共同的低壓運算放大器（LMV358運算放大器）和四個1的容差的金屬膜電阻器，以建立一個200V/ V的增益差分放大器。專用的儀表放大器可以取代的運算放大器和電阻器，以多一點的成本放大器為代價來簡單的控制增益和偏移電壓。此電路采用傳感器OUT+和OUT-節(jié)點電壓不同，然后放大的結(jié)果作為偏置電壓值的偏移量的參考電壓。在雨刮上的偏移微調(diào)電位偏移電壓將作為參考節(jié)點的電壓。舉個例子，我們在圖4的敏感軸傳感器領(lǐng)域為0.5高斯

10、的橋梁和放大器電源軌（VCC）為3.0伏。由于1.0mV/V/gauss靈敏度的HMC1021，傳感器的差分輸出電壓將是1.5毫伏。當200增益施加到放大器上時，放大器的輸出將是300毫伏正偏置基準電壓。施加電源一半（1.5伏）的補償電壓，放大器的輸出電壓的測量將是約1.80伏。由于AMR傳感器不完全匹配于電阻元件，電橋產(chǎn)生偏移電壓的結(jié)果;及每個傳感器制造有差異。然而，好消息是，這個偏移是固定在其余的橋元件的電阻溫度變化引起的漂移的一部分。此橋偏置電壓是依賴于橋電源電壓縮放每一個毫伏的電橋電壓值（mV/ V）。對于HMC102X系列傳感器，指定范圍內(nèi)的橋偏移大約為2mV/ V和正態(tài)分布下的0.

11、5mV/ V范圍內(nèi)。以前面圖4電路為例，一個為0.5mV/ V電橋補償基于3伏電源為-1.5毫伏輸出偏移，或放大器的偏移-300毫伏。為消除此偏移，一種方法是移動的偏移量從1.5伏至1.8伏的基準電壓對抗橋偏移。對于進一步抵消減少的方法，請參閱應(yīng)用筆記AN212的網(wǎng)站的?；裟犴f爾AMR傳感器也有用于多種用途的電橋元件專利電磁線圈。這些線圈的目的，用于創(chuàng)建一個“磁場偏移”領(lǐng)域，或重新校準坡莫合金薄膜的磁場傳感器的磁疇方向的易磁化軸的磁疇。這些線圈被稱為“偏置條”和“設(shè)定/重置帶”，因為它們具有最小的電感系數(shù),被認為是一個安培匝數(shù)方面應(yīng)用局部磁場的線圈傳感器的電阻元件。圖5為帶約束的HMC1022

12、傳感器。偏移帶帶電阻的電流通過轉(zhuǎn)換到本地磁場橋元件的敏感軸方向。傳感器電橋通過建立磁偏移領(lǐng)域，將總結(jié)所需的磁性遠場和偏置條產(chǎn)生領(lǐng)域，降壓，升壓或整體居中最好的放大和信號處理領(lǐng)域。車輛檢測應(yīng)用的大多數(shù)不使用偏移量的約束，開路，如果不使用，可能會保持開路。置位/復(fù)位的約束用于“消磁”或“去燙”的要求，以避免暴露后意外高磁場傳感器的性能退化產(chǎn)生的傳感器電橋的脈沖電流。這些高的領(lǐng)域一般在超過10高斯的橋梁，并且通常是由磁化的手工工具，永久磁鐵，便攜式的電動馬達，和高電流導(dǎo)線如焊接電纜。通過周期性地發(fā)送溫和的電流脈沖，在適宜的時間間隔，坡莫合金薄膜磁場在易磁化軸方向重新校準并且混亂的磁場方向的存儲器中被

13、擦除。這個過程很像刪除錄音磁帶，因為它們都采用坡莫合金薄膜。應(yīng)用手冊AN213介紹的置位/復(fù)位帶典型的脈沖驅(qū)動電路的詳細功能。對于車輛檢測應(yīng)用，周期性的重復(fù)設(shè)置脈沖的復(fù)位，建議在1秒至分鐘的時間間隔。傳感器磁通過高場曝光，曝光可能會導(dǎo)致敏感性降低，或在傳感器電壓（固定傳感器）沒有變化感到不安，直到置位/復(fù)位帶脈沖。圖6顯示了一個典型的供電優(yōu)化為5伏置位/復(fù)位帶驅(qū)動電路和HMC1021置位/復(fù)位帶。車輛檢測特征使用地球的磁場提供的磁性背景或“偏置”點與一個固定的傳感器的安裝，保持基本恒定的。與地球在約0.5高斯的磁場強度，并進一步從一個可能的三個軸取向減少到只是一個單一的軸的數(shù)量，每個傳感器在自

14、然接地的信號動態(tài)范圍內(nèi)可以有信號的范圍從接近零高斯到0.7高斯。當車輛接近傳感器的附近，從地球磁場的標準轉(zhuǎn)變到來自車輛軟硬鐵的信息。軟鐵是有色金屬材料，磁通集中到材料并且材料內(nèi)不產(chǎn)生任何磁通量。硬鐵源材料，其具有磁通集中的能力，并且可以具有產(chǎn)生剩余磁通量能力。雖然有幾百高斯的磁通密度，許多硬鐵車輛由于機箱金屬沖壓攜帶遠小于2高斯的殘余通量。軟鐵將集中地球的磁通量，但通常在傳感器的位置只會增加不到一半的剩余磁鏈幅值偏差值。如果磁場集中在軟鐵處，然后他們傾向于去集中磁通垂直于磁場方向，如在圖1中示出。因此，可能會看到磁傳感器高達幾十到幾百毫高斯的地球磁場的偏置一直到車輛接近傳感器引起的3高斯統(tǒng)計學(xué)

15、典型的尖峰。車輛檢測產(chǎn)品的設(shè)計師是不會關(guān)心的車輛動態(tài)峰值引起的磁特征，但有可能設(shè)計在1高斯的動態(tài)范圍并且使用偏差值的突然變化作為車輛檢測標準。如上圖所示一個典型的北美磁場方向移動南行的卡車。綠色框代表附近的路基傳感器可能的位置和它們能感覺到通量濃度的相對量。毗鄰的圖表顯示了軸傳感器電橋的敏感軸指向南行，卡車驅(qū)動經(jīng)過傳感器時可能會看到一個信號。由于自然的地球的磁場會使傳感器具有輕微的負電壓輸出偏差，增加通量密度會進一步降低電壓，減小密度會提高電壓。傳感器橫置（水平，在整個路基）和垂直可能也感應(yīng)期間的車輛通行，但偏差值和信號的變化會有所不同。對于大多數(shù)應(yīng)用，電壓移位的幅度和方向的是并不重要，但在輸

16、出電壓的顯著移位的檢測將是最重要。對于車輛存在的應(yīng)用程序，從地球磁場向量幅度轉(zhuǎn)移將是最可靠的方法。測量放大后使用三軸傳感器數(shù)字化輸出，矢量幅度為：A = SQRT ( X2+Y2+Z2 )當汽車?？吭诼放曰蜻^高的磁傳感器的位置，大小將突然從地球磁場上的偏差（即無車）幅度轉(zhuǎn)移。這將是最適用的停車計時器，停車空間的占用，開門器，通過服務(wù)提示。 注意傳感器輸出變化很大程度上依賴于車輛與傳感器的接近程度。作為車輛內(nèi)英寸大小的傳感器，如在中間路基車道表面上;將相當詳細的收集錯綜復(fù)雜的鐵質(zhì)結(jié)構(gòu)的車輛底盤產(chǎn)生的信號。此外，如果距離車輛信號1米，車輛信號幅度取決于在車輛尺寸的十分之一并且信號帶寬看起來比波浪線

17、更聚集的像駝峰。隨著距離的增加信號從通量濃度集中分散到開始的基準線。表1示出了一個典型的汽車輛級（磁通密度）與相對傳感器偏離距離。車輛方向感應(yīng)在前面卡車的車輛信號的例子中，在車輛立交橋路基上有一個單一的傳感器。這習(xí)慣當作X軸系統(tǒng)，因為它使用了在預(yù)期的車輛方向的敏感軸。通過采用的遠離車輛路線方向的傳感器，基本的車輛方向就可以被檢測。對于一個典型的車輛方向檢測傳感器的放置參見圖8。在該圖中，當車輛接近傳感器，在朝向車輛的傳感器的磁力線開始彎曲。因此，磁通密度降低并且傳感器輸出信號電壓從它的基準值變?yōu)樨摰?。當車輛遠離傳感器，磁通密度追逐車輛變化，產(chǎn)生正的電壓結(jié)果。如果車輛倒退或從相反的方向返回，信號

18、圖看起來像一個鏡像圖像。第二個更可靠的方法涉及兩個分開一小段距離的傳感器，但它們的敏感軸在相同的方向上。這樣做的目的是，車輛在行駛中將創(chuàng)建相同的信號但是及時被更替。隨著二元位移傳感器，在正向業(yè)務(wù)時后傳感器將比前傳感器迅速達到的檢測閾值。在相反的業(yè)務(wù)時會發(fā)生相對的情況。一個已知的位移距離和閾值檢測之間的一個合理的精確的時間測量，可以對速度做一個很好的估計。圖9是典型的安裝圖。傳感器的位移距離不必是一個非常大的值。在今天的高速微控制器的高精度模擬電路，速度測量精度和分辨率可達英里每小時。車輛檢測的謬誤車輛檢測系統(tǒng)設(shè)計人員最關(guān)心的問題是車輛存在謬誤，或“虛假”。破壞者可能會折騰到您的傳感器區(qū)域的磁鐵

19、，最多的錯誤集中于大自然產(chǎn)生的刺激或相鄰車道的車輛。由在本文檔前面表1，相鄰車道的謬誤可能是一個問題，只是磁位移閾值設(shè)置的最佳量為毫高斯，并選擇一個中間的車道位置。最壞情況下的流量檢測問題之一，是一個大卡車產(chǎn)生足夠的彎曲磁通量讓一個空車道傳感器產(chǎn)生謬誤。圖10示出了這種情況。如果只有兩車道寬的道路，你也許可以稍微向外側(cè)車道邊緣定位傳感器組件得到一點點謬誤抑制。設(shè)置磁通轉(zhuǎn)變閾值的另一個挑戰(zhàn)是，過大的閾值可能拒絕所需檢測的車輛，如摩托車和有很多的復(fù)合底盤很小的汽車被檢測。另一個謬誤的情況來自大自然母親時時刻刻地小量的改變地球磁場幅度。一對毫高斯變化磁傳感器作指南針的是很好的，如果它們不能區(qū)分自然的

20、漂移，車輛檢測系統(tǒng)可能會錯誤地觸發(fā)。無論是通過模擬信號處理，檢測算法的軟件，小的慢的地球的磁場值變化應(yīng)予以拒絕。軟件算法應(yīng)該能夠不斷的更新“偏置”值的閾值，以確保除了各軸的偏置值以外，保持正確的額度。模擬電路實現(xiàn)較慢的時間常數(shù)閾值電壓，車輛檢測比較器處理信號拒絕緩慢信號變化，引發(fā)快速上升的電壓。第三謬誤情況發(fā)生于AMR傳感器的溫度迅速變化。最壞的情況是在夏季晴轉(zhuǎn)多云天，當太陽從云里出來，突然開始烘烤嵌有傳感器的住房。合理的散熱設(shè)計的機箱，將有助于其他電器技術(shù)進行額外的防止謬誤發(fā)生的幫助。當AMR傳感器隨著坡莫合金薄膜傳感器的改變溫度而電橋偏移改變時產(chǎn)生溫度謬誤。該溫度系數(shù)是名義上每攝氏度百萬分

21、之-3100（-3100ppm/C）。因此，25C時有一個1.5毫伏橋的偏移，在30C時產(chǎn)生1.48毫伏的電橋偏置。 5C的溫度產(chǎn)生20微伏移變化可能看起來不是一個問題，但也可能造成3伏橋電源電壓20毫伏當量的轉(zhuǎn)變。用一個200增益的放大，該溫度的變化在模擬輸出電壓的變化可能是4毫伏。正如前面提到的在本應(yīng)用手冊中，你可以使用置位/復(fù)位功能用于多種用途。通過采取磁場測量后的復(fù)位脈沖（反極性），以及設(shè)定的脈沖（正極性）的測量值的總和中減去外部磁場的影響，剩下兩倍橋偏置電壓。然后除以2恢復(fù)最接近當前溫度的橋的偏移。通過這樣每隔幾秒鐘間隔的設(shè)置/復(fù)位脈沖，忽冷忽熱時傳感器電橋偏移檢測和校正。圖11示出

22、了典型的場景。簡單的車輛檢測電路作為一種方式，以緩解車輛檢測電路的設(shè)計，一個簡單的一軸，所有的模擬電路的例子將在下面描述。選擇HMC1021S簡單原型設(shè)計，圖12示出了該電路的典型示意圖。前期本應(yīng)用手冊的建議，建議為1高斯的動態(tài)范圍，和一個5伏電橋供應(yīng)HMC1021S，會導(dǎo)致5mV的輸出。要跨越一個5伏電源，增益為500，允許2.5伏輸出集中在2.5伏（零高斯點）。HMC1021S可以用任何HMC102X，HMC104X和HMC105X系列的磁傳感器組件代替; 因為它們都符合的1mV/V/gauss靈敏度規(guī)范。在圖中，低成本儀表放大器（AD623）獲得了500V/ V，關(guān)于橋放大器的參考引腳允

23、許偏差和地球磁場的偏置值的1k歐姆的電位器調(diào)零。兩個LM393比較器形成一個窗口比較器電路，其中測量放大器將被1k歐姆的電位器調(diào)整到集中在0至5伏的電源系統(tǒng)。電阻器R8，R9和R10被選中以便如果放大器明顯偏離2.5伏的微調(diào)值，其中一個比較器將上拉輸出（VOUT）到邏輯低狀態(tài)。通過正確選擇R9的值，或通過一個500歐姆的電位器代替變阻器配置，您可以調(diào)整車輛檢測距離。選擇一個200歐姆的電阻值，窗口比較器有大約2.5伏25毫伏的窗口觸發(fā)。一切調(diào)整得當，25mV的除以由儀表放大器的增益約等于50微伏的磁性傳感器的觸發(fā)窗口或從1mV/V/gauss敏感度中一個10毫高斯檢測變化范圍。該電路將肯定會對

24、地球磁場漂移和溫度漂移產(chǎn)生的謬誤敏感，但用戶可以定期重新調(diào)整1k歐姆的電位器，重新設(shè)沒有車輛出現(xiàn)的中心偏差電壓到2.5伏。顯然，這簡單的電路是不能接受的安裝或忘記的應(yīng)用程序。然而，許多設(shè)計師將實施一個基于微處理器的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)連續(xù)增益和偏移控制來保持系統(tǒng)，以防止緩慢漂移謬誤為中心。正如所設(shè)計的，簡單的車輛檢測電路具有25mV的偏移靈敏度，這約等同于基于表1示意信號中4英尺的汽車檢測距離。使用微控制器的車輛檢測無論是圖4還是圖12中的放大器電路用于車輛檢測都足夠好，但精確電源的數(shù)字微控制器的使用可以實現(xiàn)更好的檢測方案。圖13是一個典型的使用HMC1052L和PIC16微控制器的數(shù)字車輛檢測系統(tǒng)

25、的示意圖。與圖12的電路相比此電路有幾個明顯的變化，測量放大器由一個運算放大器來代替用來做為一個差分放大器，并且HMC1021S由HMC1052L代替。沒有顯示的是第二個HMC1052橋電路，但可以安排第二個二重電路，并從PIC16XX微控制器中獲得其他復(fù)用的10位ADC輸入（D1）。所述第二橋是正六方軸（Y-軸）傳感器，并可以用來給出的所有水平方向的車輛檢測系統(tǒng)。圖中還顯示出自動設(shè)定/復(fù)位限制定時刷新的傳感器驅(qū)動電路。由于HMC1052L使用一個共同的置位/復(fù)位帶雙MOSFET驅(qū)動器設(shè)計為紐帶，可以使用5 V邏輯兼容門閾值。在圖13的差分放大器被設(shè)置為300V/ V的增益有連個原因原因。第一

26、是要求1高斯磁通量的動態(tài)范圍，而另一個事實是，即一些空間一些動態(tài)余量需要給HMC1052L橋做抵消，10k電位將工廠調(diào)整一次電橋偏移。設(shè)置完成后，PIC16XX微控制器和多路10位ADC將處理所有的熱漂移和地球磁場偏差。該電路被假定為工作在5伏，所以輸入電壓范圍1高斯相當于傳感器的5mV，相當于在PIC16XX ADC1.5伏輸入。10K電位器就會設(shè)為2.5伏，在傳感器電橋上給出了零磁場。電源供給線剩下的電壓用來熱漂移、放大器鐵路退避，磁場特征峰。參考PIC16XX，因為設(shè)計人員可以使用任何不同的PIC16系列，或任何其他類似品牌或系列微控制器。采用微控制器，車輛檢測變得不連續(xù)，或超出了上限和

27、下限閾值的信號采樣。因此，采樣間隔時間必須足夠快，以趕上預(yù)期的經(jīng)過傳感器的最快車速。這可以適合感興趣的交通和驅(qū)動的服務(wù)應(yīng)用程序，作為多個傳感器可能被用于與每個返饋到多路微控制器的內(nèi)部ADC輸入。為車輛檢測算法寫固件成為一個特定的用途，通常是專有的代碼可能會受專利保護的。然而，大多數(shù)設(shè)計將具有來自放大器的數(shù)字化傳感器的輸入電壓和與閾值進行比較最新的數(shù)據(jù)點的共同問題。圖14顯示了一個典型的例子，一個有漂移補償?shù)臋z測算法圖。一個簡單的檢測算法只可以測量地球磁場的偏置值，并根據(jù)參考車輛所要求的固定量的檢測范圍設(shè)置上限和下限。但熱漂移和磁場漂移可能引發(fā)錯誤的檢測，除非ADC計數(shù)或每個傳感器測量允許的閾值

28、漂移。隨著車輛接近傳感器，ADC在“計數(shù)”方面變化量改變的速度會比的漂移補償算法可以允許移位更快，從而產(chǎn)生一個有效的車輛檢測。為了更好地展示如何工作的，10位ADC有1024個ADC“計數(shù)”，通常計512標稱零高斯為調(diào)整值。因此512以下的數(shù)是負數(shù)，并有可能由兩個補充數(shù)字值描述。所以一個典型的固件程序?qū)鞲衅鞯臄?shù)據(jù)采集減去512到0的最新數(shù)據(jù)，與車輛檢測的決定（是/否）的閾值進行比較。作出決定后，新的閾值計算是基于以前的傳感器采樣計數(shù)。使用圖15，地球的磁場偏置是否在632個或120個零高斯以上;然后閾值限制的10個字可能是一個合理的約5mV每計數(shù)，300計數(shù)每高斯，一個33毫高斯帶中的藍點顯

29、示的閾值。根據(jù)在系統(tǒng)噪聲，閾值的頻帶，限制于防止不超過一定量的計數(shù)偏移每樣本數(shù)的帶寬。這使得真正的車輛磁場特征，賽出車輛的變化閾值來區(qū)分漂移和車輛。當使用自適應(yīng)閾值檢測或漂移補償，綠色的邏輯輸出跟蹤顯示的合乎邏輯的結(jié)果?；旌闲盘柕能囕v檢測在前面的示例電路中，使用數(shù)字邏輯檢測算法的缺點是，連續(xù)的傳感器輸出被采樣分開來適用到固件檢測算法。但是，如果您的車輛在高速行駛時，檢測因為只有最慢的過程，對于所需的反應(yīng)時間也許太緩慢了。為了保持連續(xù)的檢測，模擬系統(tǒng)可以設(shè)計許多類似的簡單的帶有模擬漂移補償謬誤排斥檢測電路。圖16顯示了一個典型的使用測量放大器、運算放大器和比較器持續(xù)監(jiān)控磁信號的設(shè)計實例。另外，微

30、控制器可用于處理維護功能，如定期置位/復(fù)位功能、誤差補償和增益調(diào)整，以及探測距離調(diào)整。上圖中介紹了一些新特性。第一是恒定電流源驅(qū)動HMC1001傳感器電橋。 HMC1001是霍尼韋爾公司的最敏感的AMR傳感器，但有一個稍低的電橋電阻（850歐姆），并且具有較高的坡莫合金元素提供標稱3.2mV/V/gauss敏感度。室溫電橋電壓輸送給HMC1001約4.7毫安，大約是共5伏的供電電壓范圍內(nèi)的4伏電壓。恒定電流源是為了進一步穩(wěn)定從約3000ppm/C到600ppm/橋偏移規(guī)格。熱漂移減少總漂移，更多漂移補償偏重于地球的偏置磁場漂移。另一項新功能是兩個數(shù)字控制測量放大器電位器的實現(xiàn)。這允許微控制器的

31、采樣放大器的輸出增益和失調(diào)電壓得以調(diào)整，以獲得最佳性能。放大器電路部分是低通濾波器是由R16/C3網(wǎng)絡(luò)來限制帶寬輸出低頻信號來實現(xiàn)的，這低頻信號很可能是在傳感器中運動最快的車輛信號。下一個新的特點是放大器階段后的全波整流電路，隨著車輛接近，折返任何負面轉(zhuǎn)向信號的方法。這允許一個單一的閾值檢測的方案，而不是圖12中給出的創(chuàng)建窗口檢測器。整流器、過濾器和修整的車輛信號被直接放置到閾值比較器中用于檢測。其他比較器的輸入來自兩個運算放大器的階段，形成了一個模擬的自適應(yīng)閾值電路。車輛特有的信號由RC網(wǎng)絡(luò)R19/C4急劇過濾到創(chuàng)建的緩慢漂移基線偏置，將用幾秒鐘的時間常數(shù)跟蹤緩慢橋偏置電壓和地球磁場漂移。該電壓被緩沖然后發(fā)送到一個求和放大器階段求緩慢漂移信號