汽车应用中磁阻传感器系统的建模和仿真

　　结论

　　通过此项建模，可以分析与输入信号呈函数关系的系统行为。图 9 中的第一张图表显示通过改变传感器和编码器轮之间的距离而产生的磁输入信号。此信号是有限元件仿真结果，之后 AMR 效应可将此信号转化成传感器桥的电输出信号。中间的图表是模拟信号处理的结果。下面一张图表显示输出信号。此器件使用 A 7/14/28 mA 协议。这种协议可用来传送额外信息，例如感测旋转或气隙长度。除了这些结果之外，也可以检查数字控制的运行情况。图 10 显示的是 ModelSim 中的信号图象实例。

　　通过MATLAB 进行仿真控制并结合其他仿真器可创造更多选择。首先，例如可使模拟自动化。然后可以使用大量算法在 MATLAB 中进行信号仿真。例如，对所需系统和信号参数进行蒙特卡罗 (Monte Carlo) 仿真，随后进行自动化分析。通过 FEM 仿真器(例如 NASYS)，可以扩展所仿真的系统组件，甚至包括 MR 传感器头和相关编码器，从而将系统视图扩展到传感器周围直接相关的区域。图 11 显示的是用于此目的的整个工具链。

　　图 9 模拟结果：电输出信号比对磁输入信号

　　图 10 数字系统元件的仿真

　　图 11 完整的仿真链

　　总结

　　许多汽车应用中都采用基于 AMR 效应的现代智能传感器。对传感器系统的要求自然会因应用而异。在部署整个系统之前先进行系统仿真可确保各项功能符合规范。假设发现磁变量、机械变量和电变量之间存在复杂的相互影响，只用一件简单的仿真工具不能解决问题。此时需要结合使用不同工具，每件工具都是针对特定任务的最佳解决方案。因此使用磁场仿真器来确定磁输入信号，同时Simulink对模拟输入进行仿真。HDL设计之后对模拟部件进行数字控制仿真。最终整个系统实现全面仿真。建模已成为预开发的一部分，并随着产品开发的进程不断优化改进。最后就会得到经过验证确认符合产品规范的设计，以及可用来解决后续问题的模型，作为市场支持的一部分。