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

传感器对齐

能够访问 B 场矢量的全部三个分量可以极大地简化与磁体相关的任何放置。如前所述,传感器可以放置在磁体附近的任何位置,那里有足够大的磁通密度,可以通过将输出调节至匹配的振幅来进行测量。

尽管有这一优势,传感器相对于磁体的旋转对齐仍值得考虑。在许多情况下,传感器的平面将受到安装传感器的电路板的限制。在该平面内,传感器可以自由旋转 360°。当以与磁体同平面或离轴方式放置传感器时,传感器相对于磁体的对齐方式将对观察到的磁场产生影响。

未对准旋转磁体中心的传感器将以不同于图 2-2 所示的方式分离 B 场矢量。例如,考虑图 3-1 中所示的对齐方式,其中传感器与磁体处于同一平面内。

GUID-20201118-CA0I-MKDH-GJG8-KPXHVJWZWGDK-low.gif图 3-1 进行 45° 旋转的平面内传感器

在这种情况下,传感器位于 45° 位置,但仍与沿 X 轴放置时一样对齐。在磁体旋转 45° 时,磁极面向传感器,但与器件内的任何元件不直接正交。这也可以通过将传感器就地旋转 45° 来实现。从机械上讲,两个方向将会产生相同的效果。由于这种旋转,我们可以观察到 A 和 B 两个位置的磁场输入的预期变化,如图 3-2 所示。

GUID-20201229-CA0I-KMGD-PRVV-LHGLVF59RZTH-low.gifGUID-20201229-CA0I-HKSX-KFNK-SBRCBG7GTFLZ-low.gif图 3-2 旋转 45° 的平面内对齐

通过旋转传感器,我们在 B 场矢量的每个分量中实现了匹配的输入。当磁体旋转 45°并且磁极指向传感器时,每个霍尔元件将与 B 场矢量的 X 和 Y 分量相匹配,并且将检测到相等的幅度。通过这种旋转,每个传感器都能够检测到一个峰值,该峰值等于 B 场矢量的原始 X 和 Y 分量的平均值。因此,高方向为平面内检测提供了理想的磁体和传感器对齐方式。