技术|智芯文库 | 一文读懂汽车感知传感器( 二 )
磁力计：运动过程中地磁场改变磁力计主磁场方向 ， 从而引起导电薄膜内磁场方向与电流夹角值变化 ， 而夹角的变化与电阻值呈线性关系 ， 通过换算可以确定与地磁场的相对位臵来进行定位 。
磁力计主要与加速度计、陀螺仪一起 ， 应用于惯性导航系统中（Dead Reckoning） ，用于在 GPS信号缺失时 ， 通过测量与地磁场的相对位臵来判断汽车的航向角及姿态 。 磁力计基于磁效应 ， 采用 MEMS 工艺 ， 由于霍尔效应灵敏度难以达到要求 ， 普遍应用 AMR来感应地磁场 。
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图：MEMS AMR 磁力计工作原理
磁传感器
目前磁传感器有四代技术 ，分别为霍尔效应、 AMR （Anisotropic magnetoresistance effect）、 GMR （Giant magnetoresistance effect）、 TMR （Tunnel magnetoresistance effect） ， 主要用于测量运动量 ， 具体产品形式为速度传感器、 线性及角度位臵传感器、电流传感器等 。
霍尔传感器：目前汽车上应用的磁传感器大多基于霍尔效应的原理 ， 简称为霍尔传感器 。 主要用来测量运动量 ， 如位臵、角度、速度、电流等 ， 分为霍尔开关、位臵霍尔（线性 / 角度 /3D）、转速霍尔、电流霍尔及导航系统磁力计等类型 。
霍尔传感器的测量原理——霍尔效应是指当电流通过磁场中的霍尔元件时 ， 磁场会对霍尔元件中的电子产生垂直于电子运动方向的作用力 ， 使得在垂直导体与磁感线方向正负电荷聚集 ， 形成霍尔电压 。
霍尔传感器的测量原理是运动切割磁感线引起磁场以及感应电流的变化 ， 最终导致霍尔电压的变化 ， 依据该变化来探测目标的运动状态变化 。
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图：霍尔效应原理图
xMR 磁阻：AMR、 GMR、 TMR 均基于磁阻原理 ， 作为下一代磁传感器技术 ， 凭借性能优势 ， 渗透率正日益提升 。 目前 AMR/GMR 技术已经在轮速、方向盘转角 / 扭矩、电子节气门位臵、曲轴和凸轮轴转速等传感器领域得到规模化应用 。
TMR 传感器的性能提升十分显着 ， 利用磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应 ， 与霍尔元件、 AMR、 GMR 相比 ，优势突出：
第一 ，温度性能好 ， 前端模块电镀了纳米厚度的氧化层 ，而不是半导体；
第二 ，电流功耗小 ， 从霍尔的 5-20mA 减少到 μA 级别；
第三 ，敏感性很强 ， 规模上量后成本更低 ，霍尔元件需要用钕铁硼等强力磁铁 。
TMR 传感器将凭借突出的产品性能 ，在高要求应用场景替代霍尔传感器：
1、 角度、转速、位臵类传感器：包括 BLDC 转子位臵、方向盘转角、轮速、节气门位臵、曲轴 / 凸轮轴角度等功能安全等级要求非常高的应用场合 。
2、 液位传感器：TMR 取代干簧管 ，干簧管容易破裂、 一致性差、 成本较高 ，TMR 灵敏度高、成本低、克服破碎问题 。
化学传感器
氧传感器：汽车中一般设臵前氧和后氧两个氧传感器 。 前氧传感器检测混合排气中氧的含量 ，并反馈给发动机 ECU修正喷油量 ， 控制混合气的空燃比在理论值附近 ， 使三元催化达到效率最高 。 后氧传感器检测催化转化后混合气体中的氧含量 ， 用来判定三元催化转化器是否失效 。
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图：氧传感器工作原理
氮氧化物传感器：氮氧化物传感器主要应用在柴油车后处理 SCR 系统（Selective Catalytic Reduction System） ， 用于检测尾气催化还原之后NOx 的含量是否满足排放要求 。
温度传感器
汽车上普遍用热敏电阻来测量温度 ， 可分为 PTC 和 NTC 两类 。
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