An active compensation of package-induced stress in magnetic position sensors supported by finite element modeling

Il sensore Dual-Disk `e un sensore di posizione magnetica immune ai campi di dispersione lineare ad alta precisione per applicazioni automobilistiche sviluppato da Melexis Technologies. Basato sull’effetto Hall, il sensore `e composto da quattro piastre Hall per misurare il campo magnetico di un magnete per applicazioni. Utilizzando i Concentratori Magnetici Integrati (IMC), il sensore `e in grado di rilevare la componente in piano e fuori piano dei campi magnetici, traducendo la posizione del magnete su un percorso lineare in un angolo magnetico. Effettuando una misura differenziale dai due lati del sensore, i campi stazionari esterni, come i campi parassiti parassiti, vengono rimossi dalla misura, rendendo un sensore immune ai campi parassiti. Tuttavia, a causa della mancata corrispondenza della sensibilit`a di Hall tra le piastre di Hall su ciascun lato del sensore, i campi stazionari esterni vengono misurati erroneamente e danno luogo ad un errore. Il mismatch di sensibilit`a alla deriva con la temperatura e con l’invecchiamento del chip, un sensore di temperatura e un sensore di stress sono stati implementati nel sensore per implementare una futura compensazione. In questa tesi di Master, diversi campioni del sensore a doppio disco per due diversi pacchetti, il TSSOP-16 e il DMP-4, sono stati ampiamente caratterizzati con un set-up magnetico dedicato. Dalla caratterizzazione del sensore `e stato sviluppato un modello ad elementi finiti per capire la causa principale dello stress dovuto ai diversi pacchetti. In accordo con i risultati sperimentali, questo modello pu`o ora essere utilizzato per identificare i parametri dei pacchetti che sono responsabili dello stress visto esercitato sulla matrice. Per il sensore Dual-Disk `e stata quindi sviluppata con successo una compensazione di corrispondenza della sensibilit`a. Basandosi sui dati di caratterizzazione, esso compensa sia le variazioni di temperatura che le variazioni di stress del mismatch di sensibilit`a, riducendo il mismatch di sensibilit`a sopra la temperatura e sopra lo stress di almeno un fattore di due.