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

1.1 使用一维传感器进行角度测量

使用旋转磁体进行角度测量的传统方法是利用两个线性霍尔效应传感器，这两个传感器与径向圆柱体磁体位于同一平面内，相隔 90º。

GUID-20201118-CA0I-VH10-BZ2V-JPDVT9SGWWSS-low.gif图 1-1 双传感器角度测量

标准霍尔效应传感器只能检测垂直于器件表面的磁通密度或 B 场分量。在采用图 1-1 中的配置时，每个传感器仅检测 B 场的一部分，该部分沿一个轴从磁体中心沿径向向外指。当磁体旋转时，生成的输出会产生匹配的正弦和余弦波形，并具有与物理位置相关的 90º 偏移。我们可以观察到，当磁体的磁极完全对准传感器时，该传感器检测到的峰值磁通密度就会出现。

GUID-20201229-CA0I-FTVG-CCW5-8VNTMBLQLDSH-low.gif图 1-2 双传感器输入信号

考虑到输出的三角关系，可以使用反正切函数来计算角度。具体而言，许多数学库中常见的 ATAN2 或 ARCTAN2 函数能够接受来自全部四个象限的笛卡尔 (X,Y) 输入，并可计算相关的角度。

该关系提供了一种可靠的方法来确定旋转磁体的角度。线性霍尔效应传感器角度测量理论、实现和校准应用报告 是一个更详细讨论该配置的附加资源。