2.3 磁传感器：了解线性霍尔效应位置传感器的主要规格

大家好！ 欢迎观看“TI 高精度实验室”系列的其他磁位置传感 相关视频。 我叫 Ian Williams， 现任电流检测和磁感应产品线的 应用经理。 在“霍尔效应传感器入门”系列的第二节中， 我的同事介绍了 三种霍尔效应传感器 以及每种传感器运行情况的差异。 TI 提供两种线性霍尔效应传感器， 一种是线性电压输出型，另一种是具有不同占空比的 PWM 输出型。 在本视频中，我们将讨论 这些线性霍尔效应传感器的部分主要规格。 具有模拟电压输出的线性霍尔效应传感器 可生成与当前磁通量密度成正比的比例电压， 该电压介于 0 伏和 VCC 之间。 对于双极器件，例如 DRV5055， 在没有磁通量存在时， 器件输出等于VCC，超过 2 伏。 这种输出也称为静态电压，即 VQ。 根据当前磁场的强度和极性， 器件的输出电压可能高于或低于 静态电压。 此类器件非常适合一些应用， 例如右方所示应用，在这些应用中， 磁体在霍尔传感器上方左右移动。 对于单极器件，静态电压 等于某些较低但非零的电压。 对于 DRV5056，VQ通常等于 0.6 伏。 单极器件仅对磁场的一极敏感， 该极通常是南极。 并且随着磁通量密度的增加， 输出电压也从 VQ逐渐增加。 此类器件非常适合一些应用， 例如右方所示应用，在这些应用中， 磁体在霍尔传感器上方上下移动。 具有 PWM 输出的线性霍尔传感器， 例如 DRV5057，可输出2 千赫兹时钟频率 并具有可变占空比。 在没有磁通量存在时，占空比为 50%。 随着所施加磁通量密度的增加或减少， 占空比成比例地上升或下降。 在解释灵敏度和感应范围 之间的关系之前， 我们首先要了解其定义。 灵敏度基本上指的是增益。 例如，DRV5055 系列具有四种灵敏度， 或者称为四种增益，其范围介于每毫特斯拉 12.5 毫伏到 100 毫伏 之间。 BL 符号说明了磁通量密度的 线性感应范围。 蓝线展示了DRV5055A1 的输出行为， 该器件的灵敏度为每毫特斯拉 100 毫伏， 线性感应范围为正负 21 毫特斯拉。 橙线展示了DRV5055A3 的输出行为， 该器件的灵敏度为每毫特斯拉 25 毫伏， 线性感应范围为正负 85 毫特斯拉。 对于指定应用，系统设计人员 应选择能够测量所需范围的 最高灵敏度选项。 这样即可得到 每特斯拉最大电压输出。 精度在很大程度上受两个主要参数 容差的影响，其中一个参数是静态电压， 另一个是灵敏度。 数据表上列出的最小值和最大值 指明了器件之间的差异。 最小值/最大值范围越小， 器件精度就越高。 在部分高精度应用中， 可使用一次性下线校准 来减小这些参数中 容差的影响。 通常情况下，磁体产生的磁场 会随温度升高而减弱。 DRV505X 系列具有温度补偿功能， 该功能旨在完全补偿 钕铁硼磁体的平均漂移， 并对铁氧体磁体的平均漂移进行部分补偿。 对于钕铁硼磁体，每升高 1 摄氏度， 剩余磁化强度 Br通常会降低 0.12%， 而对于铁氧体磁体，每升高1 摄氏度 Br 会降低 0.2%。 有关霍尔效应传感器的更多信息和视频， 请访问 ti.com/halleffect。