4 磁体传感器放置

对于本应用报告中介绍的设计，除了放置换挡器检测系统的外壳外，还有两个约束条件决定了磁体和传感器之间的相对位置。这些限制条件是器件本底噪声和最大检测范围。目标是使器件检测到的最大磁场略小于用于优化信噪比的最大检测值。不过，这可能是不可能的，因此量化与不同峰值场强相关的误差对于判断磁体距离是否足够接近或磁体磁性足够强大以实现所需的机械磁性实现非常有用。对于峰值 Bx 和 By 磁场预计几乎相等的径向方法，图 4-1 显示了 1 Σ 磁噪声为 185μT 时最大误差估计是多少。图 4-1 和本节中后续的所有图示都是根据德州仪器 (TI) 磁感应仿真器 (TIMSS) 中进行的仿真得出的。

根据图 4-1 中观察到的结果，对于确定磁体的尺寸和等级以及磁体与器件之间的合理距离或空气间隙，可以遵循一些指导。为了评估磁体与器件之间距离（图 4-2 中以“空气间隙”表示）的影响，图 4-3 显示了对于一个直径为 12.7mm、厚度为 3.175mm 的 N42，TMAG5170 在距离磁体原点 -8mm 至 -2.5mm 范围内任何 z 偏移处测得的峰值磁场值。

为了评估磁体尺寸的影响，图 4-4 显示了对于厚度为 3.175mm、直径为 2mm 至 20mm 且空气间隙为 7mm 的 N42，可以观察到什么样的磁场值。

从图 4-1 中可以看出，根据器件本底噪声，为了使器件的误差保持在 1° 或更低，至少需要约 15mT 的磁场。图 4-3 显示，当磁体和器件之间的空气间隙加大时，预期的信号振幅会减小；但是，对于在目标放置区域中选择的磁体尺寸，振幅似乎至少是保持误差小于 1° 所需的两倍。最后，图 4-4 显示，对于所需的 7mm 偏移，如果仅考虑噪声导致的误差，则可以使用直径小至 5.4mm 的磁体来保持 1° 的误差。

由于噪声不是唯一的误差源，建议进行一些关于制造公差和组装公差的偏移扫描分析。图 4-5 表明，更小的直径对相同偏移下的误差不太宽容。根据大量未显示的仿真数据，偏移小于磁体直径长度的 10% 通常看似可提供小于 1° 的误差。至于磁体厚度，图 4-6 表明在不同厚度下只能观察到角度误差的轻微变化。