ZHCACL7A january 2021 – april 2023 TMAG5170 , TMAG5170-Q1 , TMAG5170D-Q1 , TMAG5173-Q1 , TMAG5273
在使用兩個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器計(jì)算角度時(shí),必須解決一些難題。
首先,正確對(duì)齊需要足夠大的 PCB 面積,以便將兩個(gè)傳感器正確放置在與磁體具有合理距離的位置??紤]一個(gè)半徑和厚度均為 3.125mm (0.125in) 的 NdFeB 型磁體。
磁體表面到傳感器的距離是變化的(在圖 1-3 中用“傳感器距離”表示),我們可以分析觀察到的輸入。如果磁體的材料等級(jí)也發(fā)生變化,那么我們將獲得任何給定傳感器的各種靈敏度選項(xiàng)的間距曲線。例如,考慮一個(gè)峰值輸入范圍為 ±50mT 的傳感器。假設(shè)提供 10% 的緩沖區(qū)以避免輸出鉗位風(fēng)險(xiǎn),我們將獲得圖 1-4 中所示的磁場(chǎng)行為。
請(qǐng)注意,N35 磁體的檢測(cè)距離為 4.5mm,而 N55 磁體相對(duì)于傳感器的目標(biāo)距離為 5mm。該距離將對(duì)任何目標(biāo)應(yīng)用中的設(shè)計(jì)機(jī)制產(chǎn)生直接影響。任何雙傳感器解決方案都需要足夠的物理空間來(lái)將兩個(gè)傳感器放置在選定的距離處。在該距離上,即使是機(jī)械間距的微小變化也會(huì)對(duì)觀測(cè)到的大小產(chǎn)生重大影響。兩個(gè)傳感器的間距不匹配將導(dǎo)致誤差。
其次,務(wù)必考慮器件靈敏度變化??紤]一個(gè)最大靈敏度誤差為 ±5% 的傳感器。在最壞的情況下,一個(gè)傳感器將報(bào)告施加了 52.5mT 的滿(mǎn)量程輸出,而另一個(gè)傳感器報(bào)告施加了 47.5mT。當(dāng)使用預(yù)期輸入為 45mT 的 N35 磁體時(shí),旋轉(zhuǎn)磁體時(shí)的輸出圖如圖 1-5 所示。
可以使用反正切計(jì)算來(lái)確定該靈敏度誤差產(chǎn)生的角度誤差。圖 1-6 展示了周期為 180° 的循環(huán)重復(fù)誤差。最小誤差對(duì)應(yīng)于任一 B 場(chǎng)輸入的過(guò)零。在這種情況下,該靈敏度不匹配導(dǎo)致的峰值角度誤差為 2.86o。
在任何系統(tǒng)中,磁體對(duì)齊和居中會(huì)出現(xiàn)額外的誤差,從而可能導(dǎo)致偏移、擺動(dòng)或傾斜,這是正?,F(xiàn)象。組件中的對(duì)齊誤差可能會(huì)影響傳感器之間的 90o 間距,或者物理組件可能無(wú)法完全對(duì)齊。所有制造容差都會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)額外的誤差,需要進(jìn)行校準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)最佳性能。