ZHCT367B March 2022 – April 2024 DRV5011 , DRV5013 , DRV5032 , DRV5053 , DRV5055 , DRV5057 , TMAG5110 , TMAG5110-Q1 , TMAG5111 , TMAG5111-Q1 , TMAG5124 , TMAG5131-Q1 , TMAG5170 , TMAG5170-Q1 , TMAG5170D-Q1 , TMAG5173-Q1 , TMAG5231 , TMAG5273 , TMAG5328
什么是霍爾效應(yīng)傳感器？
霍爾效應(yīng)傳感器是一種集成電路，可以準(zhǔn)確、一致、可靠地將磁場轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。使用霍爾效應(yīng)傳感器的一些主要優(yōu)點(diǎn)包括：
- 準(zhǔn)確性和精度：高精度鎖存器和開關(guān)提供非常嚴(yán)格的開關(guān)閾值（小至 ±1mT），而一些單軸和 3D 線性傳感器的精度水平低至 2.6%，以便為機(jī)械容差提供更大的余量。
- 高靈敏度：一些霍爾效應(yīng)傳感器能夠檢測小至 2mT 的磁場，允許使用不產(chǎn)生大磁場的小型磁體或低成本磁體。
- 高帶寬：霍爾效應(yīng)傳感器通常設(shè)計(jì)用于滿足應(yīng)用的低功耗、低采樣要求或高帶寬、快速變化的磁場要求。
- 寬電壓范圍：霍爾效應(yīng)傳感器可以提供寬電壓范圍（有時(shí)從 1.65V 到 5.5V），從而實(shí)現(xiàn)低功耗應(yīng)用。此外，對于可能需要高電壓范圍的汽車應(yīng)用，我們提供高達(dá) 38V 的產(chǎn)品。
系統(tǒng)優(yōu)勢
霍爾效應(yīng)傳感器具有真正的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢，可用于從電池供電的便攜式電子產(chǎn)品到高精度工廠自動(dòng)化系統(tǒng)等各種終端產(chǎn)品。該系統(tǒng)具有的一些優(yōu)勢包括：
- 實(shí)時(shí)系統(tǒng)監(jiān)控
- 磁場強(qiáng)度至位置轉(zhuǎn)換
- 低成本位置開關(guān)
- 高速旋轉(zhuǎn)編碼
- 靈活的機(jī)械布置
三種常見的霍爾效應(yīng)類型
| 線性位置 | 開關(guān) | 鎖存 |
 |  |  |
| 與磁通密度成正比的模擬或數(shù)字輸出信號(hào)，用于檢測絕對位置或角度運(yùn)動(dòng)。 | 指示磁通密度是否超過簡單開/關(guān)（或打開和關(guān)閉）應(yīng)用定義的閾值。 | 確定旋轉(zhuǎn)編碼的速度和方向以及電機(jī)換向的位置。 |
常見的應(yīng)用和用例
本節(jié)介紹了霍爾效應(yīng)傳感器的常見應(yīng)用。每個(gè)用例都詳細(xì)說明了所使用的傳感器類型、傳感器的實(shí)現(xiàn)方法、器件建議以及要參考的應(yīng)用文檔。
接近檢測 開關(guān)指示系統(tǒng)處于兩個(gè)固定機(jī)械位置中的哪一個(gè)位置。下圖顯示了三種常用方法以及磁體相對于傳感器的運(yùn)動(dòng)：迎面，頭頂滑過，平面內(nèi)水平。還使用了線性傳感器，它們不僅可以提供接近物體的數(shù)據(jù)，還可以提供接近程度的數(shù)據(jù)。
用例：按鈕、滑動(dòng)開關(guān)、蓋閉合或打開檢測、觸發(fā)器 推薦的器件：TMAG5231、DRV5032、TMAG5328 其他資源：使用 TI 霍爾效應(yīng)傳感器設(shè)計(jì)單位置和多位置開關(guān) 應(yīng)用手冊、使用霍爾效應(yīng)傳感器的兩態(tài)選擇器應(yīng)用簡報(bào)以及 TI 精密實(shí)驗(yàn)室視頻 – 迎面應(yīng)用簡介。 | 滑動(dòng)位移 線性器件通過固有的零場點(diǎn)和相對于行程的線性場響應(yīng)范圍，確定穿過定義路徑（直線、圓弧等）的絕對行程。通過等間隔放置多個(gè)傳感器而不重疊其線性區(qū)域，可以增加行程范圍。
用例：圖像穩(wěn)定、柱塞位置控制、高分辨率撥號(hào)選擇器 推薦的器件：DRV5055、DRV5057、TMAG5170、TMAG5170D、TMAG5273、TMAG5173-Q1 其他資源：使用線性霍爾效應(yīng)傳感器跟蹤滑動(dòng)位移 應(yīng)用簡報(bào)和線性霍爾效應(yīng)傳感器陣列設(shè)計(jì) 應(yīng)用手冊。 | ||||||||||
增量旋轉(zhuǎn)編碼 角行程或線性行程的速度和方向可以通過兩個(gè)鎖存器輕松實(shí)現(xiàn)（如下圖左所示，采用小外形尺寸無引線 (X2SON) 封裝）。多極磁體還定義了步進(jìn)分辨率。在恒定速度下，磁信號(hào)本質(zhì)上是正弦的，但是不同相。雙鎖存器裝置可相對于磁體靈活放置，因此使用此類裝置很容易實(shí)現(xiàn)正交編碼。
用例：旋鈕、恒溫器、家用電器撥盤、洗衣機(jī)滾筒 推薦的器件：DRV5013、TMAG5110、TMAG5111 其他資源：增量旋轉(zhuǎn)編碼器 應(yīng)用簡報(bào) | BLDC 電機(jī)換向 在此應(yīng)用中，三個(gè)鎖存器用于檢測速度、方向和位置。通過精確地同步通過定子線圈的電流，轉(zhuǎn)子上的永磁體被這些不斷變化的磁極吸引或排斥，最終產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
用例：BLDC 電機(jī) 其他資源：使用霍爾效應(yīng)傳感器的無刷直流電機(jī)換向 應(yīng)用簡報(bào)。 |
3D 絕對位置 3D 線性傳感器能夠測量多個(gè)軸以有效地計(jì)算絕對位置，因此可以通過此傳感器實(shí)現(xiàn)任意行程路徑的位置和運(yùn)動(dòng)檢測。
3D 線性傳感器的軌道模塊連接 用例：游戲手柄，線性電機(jī)位置 推薦的器件：TMAG5170、TMAG5170D、TMAG5273、TMAG5173-Q1 其他資源：使用絕對位置傳感器測量 3D 運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用簡介 | 角度測量（單軸） 通過測量彼此相差 90° 的兩個(gè)磁場分量，并在反正切函數(shù) atan(B1/B2) 中使用該信息來計(jì)算角度，即可確定旋轉(zhuǎn)絕對位置。相關(guān)任務(wù)需要用到兩個(gè)線性傳感器（如下面的各圖所示），它們采用兩種不同的封裝類型。
用例：在無人機(jī)和手持個(gè)人電子產(chǎn)品中使用的云臺(tái) 其他資源：利用霍爾效應(yīng)傳感器測量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的絕對角度 應(yīng)用簡報(bào) | ||
角度測量 (3D) 單個(gè) 3D 線性傳感器可以同時(shí)監(jiān)測兩個(gè)磁場，但在與磁體相關(guān)的機(jī)械布置方面具有更好的靈活性（如下面的各圖所示）。
用例：高分辨率旋鈕和撥盤，機(jī)器人系統(tǒng)車輪 推薦的器件：TMAG5170、TMAG5170D、TMAG5273、TMAG5173-Q1 其他資源：使用多軸線性霍爾效應(yīng)傳感器進(jìn)行角度測量 應(yīng)用報(bào)告 | 傳感器模塊 模塊有多種外形，可用于測量線路末端行程（帶開關(guān)）、旋轉(zhuǎn)編碼（帶鎖存器）、線性位移（具有單軸線性）、角度測量（帶 3D 線性）以及許多其他功能。我們的霍爾效應(yīng)傳感器產(chǎn)品系列提供一系列產(chǎn)品，可滿足許多傳感器模塊的需求。
用例：遙感模塊、限位開關(guān)、線性位移傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器、角度傳感器 推薦的器件：TMAG5170、TMAG5170D、TMAG5273、TMAG5173-Q1、TMAG5124、TMAG5231、TMAG5111 其他資源：調(diào)查 TI 全系列霍爾效應(yīng)位置傳感器：磁傳感器。 |
其他資源
- 閱讀“了解和應(yīng)用霍爾效應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)表”應(yīng)用手冊，詳細(xì)了解如何更好地利用霍爾效應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)。
- 參閱線性霍爾效應(yīng)傳感器角度測量理論、實(shí)現(xiàn)和校準(zhǔn) 應(yīng)用手冊，了解基礎(chǔ)線性傳感器信息。
- 查看全面的 TI 精密實(shí)驗(yàn)室綜合課程，以了解磁傳感器。