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A1342 线性霍尔效应传感器 IC 温度补偿计算 设计指南

eeDesigner 2025-01-15 15:58 次阅读

一、引言

在汽车、工业自动化机器人等行业,常需监测机械位置或旋转,线性霍尔效应传感器集成电路IC)可用于非接触式测量。线性霍尔效应系统设计涉及机械系统、传感器 IC 和磁铁材料,设计需考虑磁通量密度非理想变化、参数温度漂移和噪声等误差因素。A1342 线性霍尔效应传感器 IC 具有多种特性,可减少或消除系统误差,本文主要介绍如何利用其补偿参数降低环境温度变化导致的误差。
*附件:使用 A1342 线性霍尔效应传感器集成电路进行温度补偿计算.pdf

二、A1342 器件特性

  • -40°C 至 25°C 应用特性 :具备一阶灵敏度温度补偿、二阶灵敏度温度补偿和一阶偏移温度补偿。
  • 25°C 至 150°C 应用特性 :同样具有一阶灵敏度温度补偿、二阶灵敏度温度补偿和一阶偏移温度补偿。

三、相关定义

  • 环境温度(图片.png :指传感器 IC 的周围温度。
  • 灵敏度(Sensitivity) :在传感器 IC 层面为 ΔLSB / ΔB(B 为垂直于霍尔传感元件的磁通量密度),系统层面依应用而定,是温度的函数。
  • 偏移(Offset) :传感器 IC 层面为零磁通量密度时的输出,系统层面是零输入时的输出。
  • 灵敏度误差(Sensitivity Error) :灵敏度相对理想值的百分比变化,是温度的函数。
  • 偏移误差(Offset Error) :偏移相对于理想值的变化,是温度的函数。

四、温度特性数据收集

  • 至少在两个输入点(如示例中的 -5mm 和 5mm)记录传感器 IC 输出,并涵盖不同环境温度,至少包括图片.png 、两个图片.png 和两个图片.png 的温度点。
  • 收集前需确保传感器 IC 在 25°C 校准正确且在工作范围内输入点无削波,同时禁用 A1342 线性化功能。

五、灵敏度和偏移计算

  • 对于两个输入点的数据,按公式计算各温度点的灵敏度和偏移。若表征数据多于两个输入点,建议用最小二乘线性回归计算。
  • 灵敏度计算公式:图片.png
  • 偏移计算公式:图片.png

六、数据格式化

  • 灵敏度数据以 25°C 为参考归一化,偏移数据计算与 25°C 值的差值,环境温度调整为与参考温度的变化值。
  • 归一化灵敏度公式:图片.png
  • 偏移差值公式:图片.png
  • 环境温度调整公式:图片.png

七、温度补偿系数计算

  • 灵敏度补偿 :计算归一化灵敏度数据的倒数并应用二阶最佳拟合曲线,将数据分冷热两段,分别确定最佳二阶多项式补偿曲线。
  • 偏移补偿 :计算偏移差值数据的相反数并应用一阶最佳拟合曲线,同样分冷热两段确定最佳一阶多项式补偿曲线。

八、应用温度补偿参数

  • 将计算得到的系数转换为 A1342 对应的数字代码,如、等系数分别对应不同参数(senstc2_hot_c、senstc2_cld_c 等)。
  • Allegro MicroSystems 提供硬件和软件工具辅助开发,编程工具可用于配置设备参数,输入计算代码或值时需注意单位。

九、补偿效果

  • 以示例数据为例,补偿前灵敏度误差约为 ±13%,补偿后降至小于 ±0.1%;偏移误差补偿前约为 ±92 LSB,补偿后小于 ±8 LSB。但结果未涵盖如寿命漂移、机械磨损漂移等潜在误差源。

审核编辑 黄宇

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