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

   

小尺寸，低成本，高精度

对轴&离轴多种组合，高柔韧性

 2025年3月13日消息，专注于 AMR（各向异性磁阻）和 TMR（隧道磁阻）技术的磁传感器制造商江苏多维科技有限公司 (MultiDimension Technology Co., Ltd.，简称“MDT”) 为满足人形、犬型等机器人关节的闭环控制要求，推出多种基于TMR磁阻芯片的磁编码器方案。方案可以满足对轴和离轴多种组合使用，对安装要求低，具有小尺寸、低成本、高精度的特点。

  磁编码器方案一  

一、对轴磁编码器方案

对轴磁编码器方案常规用于直流电机轴端角度检测，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是一颗角度编码器信号调理芯片，可以把正余弦电压芯片转换为数字角度信号，且具有多阶谐波校准功能，采用DFN24L(4mm × 4mm × 0.75mm)封装。

图3 离轴磁编码器方案原理图

图4 推荐威廉希尔官方网站 图

 

 

  磁编码器方案三  

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关节方案，单对极磁铁对轴（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