經(jīng)典的霍爾傳感系統(tǒng)在磁體前面使用單個(gè)傳感器，但是磁場(chǎng)的線(xiàn)性測(cè)量?jī)H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(wú)法在系統(tǒng)中容納大型磁鐵。需要確定此類(lèi)系統(tǒng)的解決方案，以便在較大的位移范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的線(xiàn)性響應(yīng)。本應(yīng)用筆記重點(diǎn)分析霍爾效應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩個(gè)典型的Allegro線(xiàn)性傳感器集成電路來(lái)擴(kuò)展線(xiàn)性檢測(cè)的位移范圍。

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

介紹

所提出的系統(tǒng)由兩個(gè)線(xiàn)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(gè)傳感器IC的霍爾元件之間的間距P取決于磁鐵的長(zhǎng)度L，并且與氣隙AG無(wú)關(guān)。此過(guò)程稱(chēng)為滑動(dòng)操作。

圖2滑動(dòng)操作；使用單個(gè)傳感器IC和圓柱形磁體的經(jīng)典配置示例

該測(cè)量基于磁體沿其極化（南北）軸（與兩個(gè)IC形成的平面平行）的位移D。這會(huì)將IC暴露于磁體的兩個(gè)極。圖2顯示了來(lái)自單個(gè)傳感器IC的典型磁映射，用于使用圓柱形磁體進(jìn)行滑行操作。所建議的系統(tǒng)具有10 mm長(zhǎng)的圓柱形磁體，允許通過(guò)大約30 mm（±15 mm）的位移進(jìn)行線(xiàn)性測(cè)量。來(lái)自單個(gè)傳感器的磁映射如圖3所示。

圖3單個(gè)傳感器IC檢測(cè)10 mm長(zhǎng)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(dòng)配置）

從圖3中的映射分析可以看出，線(xiàn)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(gè)傳感器只能測(cè)量短路徑。更詳細(xì)地查看映射，可以觀(guān)察到在較大的氣隙范圍內(nèi)，磁分布與正弦信號(hào)非常相似。如果兩個(gè)傳感器IC的磁映射結(jié)果被認(rèn)為是正弦曲線(xiàn)，那么當(dāng)兩個(gè)信號(hào)彼此之間存在90度相位差時(shí)，就可以達(dá)到凈最大線(xiàn)性范圍。

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