如何使用垂直霍尔技术对速度和方向的测量

2904 霍尔器件

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于在汽车等应用中监测位置、位移、角度、角速度、转速等运行参数的变化。随着对于能效的要求越来越高，需要对这些参数进行更精准地测量。Allegro公司的A1262 2D 双通道霍尔效应传感器 IC 采用 5 引脚 SOT23W 表面安装型封装，或者4 引脚 SIP 通孔封装，可在传统平面磁场方向以及垂直磁场方向运行（见图1），中心位置平面和垂直霍尔元件的双重操作有下述优势： 0
2020-5-15 07:38:02　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × hwp0415229 该类别下有 6 个回答。邀请回答嘻嘻爱哈哈该类别下有 5 个回答。邀请回答新晴细履平沙该类别下有 5 个回答。邀请回答梦中的花不凋零该类别下有 5 个回答。邀请回答 Greatwayer 该类别下有 5 个回答。邀请回答 h1654155957.9866 该类别下有 5 个回答。邀请回答 khsahdwu 该类别下有 4 个回答。邀请回答 wo4456 该类别下有 4 个回答。邀请回答 60user65 该类别下有 4 个回答。邀请回答梓沐凡晨该类别下有 4 个回答。邀请回答 60user34 该类别下有 4 个回答。邀请回答 tutu12 该类别下有 4 个回答。邀请回答 cigudefeng 该类别下有 4 个回答。邀请回答 60user92 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vtwterwer 该类别下有 4 个回答。邀请回答 yangyt 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vcwerwre 该类别下有 4 个回答。邀请回答 AMp88 该类别下有 4 个回答。邀请回答乔伊斯e 该类别下有 4 个回答。邀请回答 xiezhe272 该类别下有 4 个回答。邀请回答举报陈茗卓相关推荐 • 如何使用霍尔效应传感器控制电机速度？ 5240 • 霍尔转速传感器怎么检测? 2064 • 霍尔效应原理是什么_霍尔效应传感器的应用 2848 • 为什么霍尔传感器测量电机测量显示的速度比实际速度大十倍左右？ 3293 • 霍尔传感器的应用和优势 1802 • 关于霍尔元件测磁场方向的问题 6038 • 如何利用BLDC的3个霍尔传感器测量速度呢？ 11086 • 罗氏线圈的测量原理及与霍尔电流传感器有何区别？ 8114 • 怎么实现基于霍尔传感器电参量测量系统的设计？ 2022 • 示波器垂直量测量出现偏差的原因是什么？如何减小示波器垂直量测量偏差？ 1740 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 正交输出间固有的 90° 相差使正交磁极距和气隙独立较小的封装尺寸降低了PCB 尺寸以及有效总气隙 (TEAG) X-Z 选项提供更小的有效总气隙 (TEAG) 尺寸感应机械设计灵活性，可根据可用性和 / 或成本自由选择环形磁体由于使用 SMT 器件可实现面内传感，通孔器件有可能被替代。图 1：A1262LLH X/Y 和 Z 轴的 2D 传感方向（只限 X-Z 轴或 Y-Z 轴，取决于所选零件号）两种可用选项可通过在 Y-Z 轴或 X-Z 轴传感，赋予系统设计更高灵活性。相较磁体，这赋予了传感器 IC 在不同方向的安装灵活性，其安装的载体 PCB 也因此获得了相同的优势。A1262 是A1230 和 A3425等前代器的替换解决方案，前代器件的 1D（双平面）设计需对环磁极间距进行优化，且只提供一个传感方向。但是，A1262 无需优化环磁体，并可以配置为四个不同的传感方向（见传感配置部分）。此外，A1262 采用更小型 (SOT23W) 封装。2D A1262 与双平面 A1230 及 A3425 的对比请详见表 1。表 1：2D 与 1D （双平面）对比特性器件 A1262 A1230 A3425 霍尔元件间距不适用 1.0 mm 1.0 mm 固有的正交输出是否否传感配置 4 1 1 可用封装 LH (SOT23W)、K (SIP) L (SOIC)、K (SIP) L (SOIC)、K (SIP) BOP / BRP （最大值） ±40 G ±30 G ±30 G 输出极性，B > BOP 低低低垂直霍尔元件和平面霍尔元件 IC 设计与制造技术的改进使垂直霍尔元件与平面型元件具有类似的灵敏度。平面霍尔元件只对于垂直 IC 平面的磁场具有灵敏度，垂直霍尔元件也遵循相同的原理。由于Z 轴灵敏度不受传感器 IC 方向或转动的影响，因此，使用只含一个平面霍尔元件的表面贴装器件无法实现面内传感。平面霍尔元件按晶片（面内）长度和宽度制造，如图 2 所示。垂直霍尔元件从顶部至底部根据芯片深度制造，如图 3 所示。通过旋转 IC，或改变晶片上垂直霍尔感应元件方向，传感器 IC 就可分辨磁场方向和振幅，在多个空间维度真正传感。A1262中，X 轴和 Y 轴为垂直霍尔传感轴，Z 轴为平面霍尔传感轴（见图 4）。 A1262 有两种不同的传感配置可选为排序选项。区别在于垂直霍尔元件朝向不同。X-Z 选项中，X 轴方向的垂直霍尔元件与 Z 轴的平面霍尔元件协同工作。Y-Z 选项中，垂直霍尔元件需旋转以达到 Y 轴灵敏度。这就使得用户可根据环形磁体选择如何定位传感器 IC。该内容会在传感配置部分作进一步解释。图 2：平面霍尔元件图 3：垂直霍尔元件图 4：感应轴传感配置 A1262 可提供环磁体独立正交输出的双通道传感。其采用两种不同的 2D 传感轴配置选项，X-Z 轴和 Y-Z 轴。同时使用垂直霍尔元件和平面霍尔元件以生成正交双重输出，类似于使用双平面传感器 IC，如A1230 或 A3425（但是，双平面型传感器只有一个敏感度配置）。定位在环形磁体正面的平面霍尔元件可感应磁极，而垂直霍尔元件可感应磁极间转换（如图 12 所示）。 X-Z 配置（图 5）中，安置霍尔元件用于检测平行于封装面的磁场，横跨 / 垂直于无引线侧（X 轴）和垂直于封装面（Z 轴）的磁场，如图 2 所示。配置垂直霍尔以感应磁极（正面）。在需要 IC 面向位于磁体正面的垂直元件的应用中（参见图 7），由于传感器 IC 在无引线侧敏感，IC 可安置于近目标处（相对于 Y-Z 组合）。图 5：A1262LLH-X 传感使用 X 方向垂直霍尔元件与 Z 平面霍尔元件协同工作。 Z 轴平面霍尔（红色显示）正面可使用（A 图）。 X 轴垂直霍尔（绿色显示）正面可使用（B 图）。 Y-Z 配置（图 6）中，安置霍尔元件用于检测平行于跨引线侧（Y 轴）封装面的磁场和垂直于封装面（Z 轴）的磁场。配置垂直霍尔以感应磁极（正面）。传统双通道器件，如 A1230 和 A3425，采用图 6 中任何配置（A 或 B）都无法感应环形磁体。图 6：A1262LLH 感应使用 Y 方向垂直霍尔元件与 Z 平面霍尔元件协同工作。 Z 轴平面霍尔（红色显示）正面可使用（A 图）。 Y 轴垂直霍尔（蓝色显示）正面可使用（B 图）。小气隙性能已有的 X-Z 选项可使磁体传感器采用极小气隙安置，用于需要 PCB 垂直于环磁体的应用。这是由于感应边缘为无引线侧。图 7 说明了无引线侧传感的优势。无引线侧传感使 IC 无需容纳器件引线和相关的 PCB 焊盘和走线，就可安置于 PCB 边缘。这造成了有效总气隙 (TEAG)　明显减小。Y-Z 选项中，传感器必须位于 PCB 下一层内板。图 7：X-Z（A 图）与 Y-Z（B 图）配置的有效总气隙优势。双输出 A1262 是双输出传感器，其输出时采用垂直霍尔元件（X 或 Y）和平面霍尔元件 (Z)，位于两处独立输出引脚（分别是 OUTPUTA 和 OUTPUTB）。这是用过信道的时分多路复用实现的。参阅图 8 方框图。各信道每隔约 16 μs（典型值）采样，以便信道趋稳，因此两个信道大约每 32 μs 可进行更新。参阅图 9。 A1262 采样率采用相对较快的时分多路复用，可承受高磁输入频率，可适用于大多数应用。请联系您的 Allegro 代理获取更多有关高频应用适应性的信息。图 8：A1262 结构框图图 9：时分多路复用的耗时。各输出更新前信道趋稳时间。固有正交平面元件和垂直元件本质上位置相同，这种传感技术减少了环磁体为实现正交（输出信道间 90° 相差）的目标优化需求。双平面传感器 IC 只含两个正交信道，而环磁体极对间距是霍尔元件间距的 4 倍。图 10：小间距环形磁体的正交据上方图 10 显示，环形磁体为适应双平面传感器 IC，对磁极距尺寸优化后，造成输出信号产生 90° 相差。而下方图 11 中显示了磁极距明显较大的环形磁体。较大的磁极距无法起到优化并适应双平面传感器 IC 的霍尔元件间距的作用，而是产生明显较小的输出信号相差。由于 2D 传感器 IC 不受磁极距影响，输出信号仍保持正交（90° 相差）。图 12 显示了 2D 传感器阵列如何实现不受磁铁尺寸影响的正交传感。图 11：大间距环形磁体的正交图 12：垂直输入信号和平面输入信号的（磁通密度）与环磁体位置 IC 位于南磁极。该处的垂直磁通在 Z 轴，只通过平面霍尔元件，而 X 轴处无垂直磁通。因此，各输出信道将输出与垂直磁通成正比的电压。Z 信道将输出正电压，而 X 信道为零伏特。 IC 位于南 - 北磁极转变处。现在的 Z 信道输出为零，而 X 信道输出正电压。 IC 位于北磁极，造成 Z 信道输出负电压，而 X 信道重回零电压。 IC 位于北 - 南磁极转变处。Z 信道输出重新归零，而 X 信道输出负电压。相差无论磁极距为多少，A1262 固有相差为 90°。但是，机械位置可影响相差。如图 13 所示，传感器 IC 与旋转轴不对齐时（切向偏移），相差相较 90° 会偏离几度。相差转变的幅度取决于的机械偏移量。该示例中，由于偏移量较大、环形磁体直径小，影响被放大了。图 13：相差随切向偏移变化结论 A1262 包含新型垂直霍尔传感技术，为转动环形磁体和电机的应用提供理想解决方案。相比现有的双通道霍尔锁存器 IC，采用 A1262 进行设计就容易得多，整体系统配置和机械封装的限制更少、选择更多。二维双通道磁感应器 IC 提供绝无仅有的灵活性，减少了环形磁体目标输出正交的优化需求，同时，可选择两种不同的垂直感应轴，为 IC 和 PCB 安装提供更多选择。设计者可在四种传感方向中任意选择，也可在表面贴装 (LH) 或通孔封装 (K) 之间选择。无论环磁体如何设计，2D 传感提供固有的输出信号正交，可选择使用其他应用中现有的环磁体，或选择现成的环磁体。与旧式双通道器件（包括采用 SOT 封装的器件）相比，X-Z 选项提供的是改进版 TEAG。相较使用通孔 (SIP) 封装传感器的旧式器件，表面贴装器件面内传感功能的使用造就了更加小巧的设计、更轻质的系统和更精简的装配步骤。作者 Allegro MicroSystems, LLC 公司：Marvin Ng

2020-5-15 15:20:08 评论举报张建军