2021-12-20

摘要本应用说明介绍了一种改进的长冲程应用中的磁感应解决方案。通过集成微控制器，可以使用比以前现有的反正切解决方案更少的线性传感器来实现成本更低的解决方案。本文档中介绍的方法要求进行一次性初始化测试，以校准软件，以在每个应用程序中获得 性能。校准完成后，即可实施完整的线端解决方案。简介本文件将讨论使用线性传感器的长冲程（或“滑动”）应用的增强方法。历史上，长冲程应用需要相对较大的磁铁和多个线性或角度霍尔效应传感器。这种增强的方法展示了如何优化线性霍尔效应传感器，以使用更小的磁铁和更少的传感器。这对于希望以最小空间安装磁铁的低成本解决方案的客户来说至关重要。现有方法与长冲程应用相比，主要目标是跟踪移动磁铁的位置。图1描述了一个具有单一线性传感器的典型长冲程应用：当磁铁“滑过”传感器时，传感器产生独特的正弦信号。根据应用程序的成本、大小和所需的覆盖范围或位移（D），客户可以选择使用线性长冲程或角度长冲程解决方案。磁通密度，B（G）+G0–G–2L–L0+L+2L位移，D（毫米）–D+DA1324L=5毫米D（ ）=±10毫米图1：线性IC和圆柱形磁线性长冲程的经典逐滑操作应用说明AN296097[1]讨论了配置连续线性传感器如何允许在给定磁铁长度（L）下覆盖更大位移。这可以通过利用传感器的正弦输出而不是图1中±（0.5×L）之间的线性区域来实现。可以分离连续传感器，以确保其正弦输出为2955周界道路 • 新罕布什尔州曼彻斯特03103 • 美国+1-603-626-2300 • 传真：+1-603-641-5336 • ALLEGROMICRO。COMAN296200应用信息MCO-0000930AP-1063彼此相差约90°，模拟图2中的正弦和余弦波形。位移，D（mm）磁丝密度，B（G）4003002001000–100–200–300–4000510152025035AG=7.5 mmP=7 mms传感器1传感器2图2：两个线性传感器的正余弦输出这是有意的，因此可以对这些输出信号执行反正切函数，以创建跨越两个输出的整个周期的近似线性曲线，以图2中的红色虚线为界。使用这种线性近似将位移cov平均范围从一个线性传感器的±（0.5×L）增加到两个线性传感器的±（1.5×L）。这种方法的主要限制是磁铁尺寸、螺距和气隙。大位移需要长磁铁。对于这种解决方案，间距或连续传感器之间的距离非常小，需要许多传感器来覆盖大位移。为了获得 性能，与图1中的三角形输出不同，霍尔元件和磁铁最近表面之间的气隙或距离受到限制，以确保输出响应像图2中的正弦波一样圆整。角度长冲程应用说明AN296115[2]介绍了使用单个角度传感器的另一种长冲程方法。单个角度传感器同时响应两个磁场轴。由于在两个不同轴上观察到的场强本质上与另一个轴相差90°，因此每个轴信号可用于反正切计算。尽管角度传感器通常比线性传感器更昂贵，但用于长冲程应用的角度传感器较少。如果传感器较少，可以使用较小的印刷电路板（PCB），从而减少系统空间。这个解决方案的剩余问题是仍然需要一个大磁铁。燃油油位传感器等应用需要长冲程解决方案，但磁铁必须足够小，以适合浮动夹具。如果角度传感器使用较小的磁铁，则需要更多的传感器来覆盖整个位移。增强型线性长冲程本文件研究了在长冲程应用中，如何使用具有更小磁铁的线性传感器确定位置。与其他方法不同，该方法不使用相邻传感器的反正切；而是使用一组 拟合近似曲线。将实时数据与这些 拟合曲线进行比较，以计算磁铁的位置。即使使用更小的磁铁，该方法的精度也与现有的线性和角度解决方案相当。
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