ADI ADMT4000：无源多圈磁传感器赋能人形机器人关节设计

在人形机器人系统中，关节的绝对位置感知能力是实现精确运动控制的核心前提，尤其在断电重启后能否快速恢复位置信息，直接影响系统的可靠性与响应效率。传统多圈位置检测方案存在机械磨损、依赖备用电源或易“丢圈”等固有缺陷，难以满足高可靠性、轻量化与免维护的设计需求。

ADI推出的ADMT4000磁性位置传感器，作为业界首款单芯片无源多圈绝对位置传感器，为这一技术难题提供了创新解决方案。其基于磁畴壁位移技术，可在无供电状态下持续记录旋转圈数，实现断电不丢位，适用于人形机器人、工业执行器及汽车安全系统等高要求场景。代理销售ADI旗下全系列IC电子元器件为您介绍ADMT4000磁性位置传感器核心原理及应用主要事项。

传统多圈检测方案的技术局限

目前主流的多圈检测方法包括：

机械齿轮+单圈编码器：结构复杂、存在背隙与磨损，不利于小型化；

带备用电池的电子方案：需管理电池寿命，增加维护成本与失效风险；

韦根（Wiegand）效应方案：虽无需电源，但在高速或复杂运动下易发生计数错误。

这些方案在长期运行可靠性、体积与维护性方面均存在瓶颈，难以满足人形机器人对高集成度与高鲁棒性的需求。

ADMT4000核心技术原理

ADMT4000采用创新的磁畴壁传播机制，将旋转运动转化为磁性纳米导线中磁畴壁的线性位移。其工作流程如下：

外部永磁体随关节旋转，产生变化磁场；

磁场驱动芯片内部磁性导线中的磁畴壁沿螺旋路径移动；

四个集成的巨磁阻（GMR）检测点实时感知磁畴壁位置，输出对应的电阻变化；

控制器通过读取GMR阻值组合，唯一解算出当前的绝对角度与累计圈数。

该传感器支持46圈绝对测量范围，全温范围内精度达±0.25°，无需电池或机械传动机构，真正实现“上电即知位”。

无源记忆与高可靠性优势

关键在于，磁畴壁的位置是一种非易失性物理状态，其维持不依赖任何外部能量。即使系统完全断电，关节发生任意旋转，位置信息仍被物理保存。重新上电后，仅需一次读取即可恢复完整位置数据，省去回零操作，显著提升系统响应速度与可用性。

此外，ADMT4000采用SMD封装，易于集成于紧凑型关节模组中，适用于空间受限的应用场景。

应用注意事项

为确保稳定工作，需注意以下设计要点：

磁场强度窗口：工作磁场应在16–31mT之间。过低可能导致磁畴无法激发，过高则可能引入额外磁畴或导致复位；

抗干扰设计：在电机、驱动器等强电磁环境中，建议采用ADI提供的磁屏蔽参考设计，通过PCB层或金属屏蔽罩抑制杂散磁场干扰。

多领域应用前景

除人形机器人外，ADMT4000还可广泛应用于：

工业自动化：多轴协作机器人、数控机床、拉线编码器；

汽车电子：安全带卷收器、线控转向（Steer-by-Wire）方向盘位置检测；

高端执行器：电动推杆、伺服电动缸等需长行程、高可靠位置反馈的系统。

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