基于線性傳感器IC的霍爾效應(yīng)集成電路系統(tǒng)分析

經(jīng)典的霍爾傳感系統(tǒng)在磁體前面使用單個傳感器，但是磁場的線性測量僅限于較短的位移路徑，除非使用大尺寸的磁體。某些應(yīng)用無法在系統(tǒng)中容納大型磁鐵。需要確定此類系統(tǒng)的解決方案，以便在較大的位移范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的線性響應(yīng)。本應(yīng)用筆記重點分析霍爾效應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩個典型的Allegro線性傳感器集成電路來擴展線性檢測的位移范圍。

圖1建議的系統(tǒng)，其中包含兩個Allegro MicroSystems A1363傳感器IC和一個直徑為10 mm的圓柱形磁體

介紹

所提出的系統(tǒng)由兩個線性霍爾傳感器IC組成，它們相互之間保持固定距離，并且平行于磁體的平移路徑（圖1）。兩個傳感器IC的霍爾元件之間的間距P取決于磁鐵的長度L，并且與氣隙AG無關(guān)。此過程稱為滑動操作。

圖2滑動操作；使用單個傳感器IC和圓柱形磁體的經(jīng)典配置示例

該測量基于磁體沿其極化（南北）軸（與兩個IC形成的平面平行）的位移D。這會將IC暴露于磁體的兩個極。圖2顯示了來自單個傳感器IC的典型磁映射，用于使用圓柱形磁體進行滑行操作。所建議的系統(tǒng)具有10 mm長的圓柱形磁體，允許通過大約30 mm（±15 mm）的位移進行線性測量。來自單個傳感器的磁映射如圖3所示。

圖3單個傳感器IC檢測10 mm長度和10 mm直徑的圓柱形磁體的結(jié)果的磁圖（如圖1所示的滑動配置）

從圖3中的映射分析可以看出，線性響應(yīng)區(qū)域僅在磁體中心附近，因此可以解釋為什么單個傳感器只能測量短路徑。更詳細地查看映射，可以觀察到在較大的氣隙范圍內(nèi)，磁分布與正弦信號非常相似。如果兩個傳感器IC的磁映射結(jié)果被認為是正弦曲線，那么當(dāng)兩個信號彼此之間存在90度相位差時，就可以達到凈最大線性范圍。

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