ZHCACL7A january   2021  – april 2023 TMAG5170 , TMAG5170-Q1 , TMAG5170D-Q1 , TMAG5173-Q1 , TMAG5273

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
    1. 1.1 使用一维传感器进行角度测量
    2. 1.2 角度测量难题
  5. 2多轴传感器的优势
    1. 2.1 简化的机械放置
    2. 2.2 灵敏度匹配
    3. 2.3 CORDIC 角度估算
    4. 2.4 篡改和杂散磁场检测
  6. 3角度测量注意事项
    1. 3.1 传感器对齐
    2. 3.2 传感器校准
    3. 3.3 输入参考噪声
    4. 3.4 采样率的影响
  7. 4实际应用
    1. 4.1 按钮式旋钮
      1. 4.1.1 评估设计限制
      2. 4.1.2 磁体选择
      3. 4.1.3 原型设计和验证
    2. 4.2 离轴设计
      1. 4.2.1 灵敏度增益校正
      2. 4.2.2 精度验证
  8. 5总结
  9. 6参考文献
  10. 7修订历史记录

2 多轴传感器的优势

一种将所讨论的与一维 (1D) 传感器相关的挑战降至最低的新方法是将多个灵敏度轴集成到单个器件中。在前面的示例中，在每个传感器上仅观察到磁场的一个分量。

GUID-20201118-CA0I-WN0X-BCFF-L6TPJDNG72XW-low.gif图 2-1 平面中的 3D 传感器

如果一个传感器要在最初检查的同一位置捕获 B 场矢量的 X、Y 和 Z 分量，我们可以减少器件数量并解决与机械装配相关的不确定性。在与 1D 案例中探讨的相同距离处仅使用一个这样的传感器时，我们可以观察到图 2-2 所示的磁场。

GUID-20201229-CA0I-SZST-QHPT-MG1JG9HGGH6K-low.gif图 2-2 3D 平面内传感器的磁通密度与角度之间的关系

请注意，在该位置，X 和 Y 分量仍然共享正弦和余弦关系。由于传感器位置与磁体完全对齐，因此 Z 分量保持为零。鉴于 X 和 Y 输入之间的自然 90º 相移，具有全部三个灵敏度轴的传感器（例如 TMAG5170）非常适合检测旋转磁体的角度位置，无论封装方向如何都是如此。或者，TMAG5170D-Q1 是 TMAG5170 的双芯片版本，可在系统需要冗余时使用。

如图所示，峰值大小不相等，我们讨论过这是双传感器方法中的一个重要误差源。幸运的是，TMAG5170 器件提供了一种简单的解决方案来实现峰值匹配，本文档对此进行了详细探讨。