基于Allegro的A1335角度傳感器集成電路片上線性化技術(shù)

本文重點(diǎn)介紹Allegro的A1335角度傳感器集成電路（IC）及其先進(jìn)的片上線性化技術(shù)。本文檔包括線性化選項(xiàng)，角度誤差，精度誤差，平均磁場(chǎng)和氣隙依賴(lài)性，磁體誤差分析，分段線性化，諧波線性化，角度延遲注意事項(xiàng)等。

從工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)到電子助力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)機(jī)位置傳感，工業(yè)中的許多應(yīng)用都需要以同軸或離軸方式監(jiān)視旋轉(zhuǎn)軸的角度。

用于上述應(yīng)用的任何成功的角度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都必須基于特定應(yīng)用的需求。其中包括：氣隙（離軸或軸上）氣隙，精度和溫度范圍等。

磁角測(cè)量系統(tǒng)有兩個(gè)主要誤差源：

傳感器IC相關(guān)錯(cuò)誤

• 固有非線性
• 參數(shù)溫度漂移
• 噪音。

磁輸入相關(guān)的錯(cuò)誤

• 場(chǎng)強(qiáng)變化
• 場(chǎng)非線性

每個(gè)Allegro角度傳感器IC在生產(chǎn)過(guò)程中均使用均勻的磁場(chǎng)在Allegro進(jìn)行測(cè)試和校準(zhǔn)。結(jié)果，在將角度傳感器IC交付給客戶(hù)之前，固有的IC非線性和溫度漂移已降至最低。請(qǐng)參考產(chǎn)品數(shù)據(jù)表以獲取溫度漂移信息。

在設(shè)計(jì)中使用磁體時(shí)，磁輸入很可能在整個(gè)旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)都不均勻–它將具有固有誤差。這些磁輸入誤差會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中的測(cè)量誤差。

當(dāng)考慮具有更高固有磁誤差的側(cè)軸或離軸設(shè)計(jì)時(shí)，這些因素變得尤為重要。如果磁輸入的誤差貢獻(xiàn)占支配地位，則即使是最精確校準(zhǔn)的角度傳感器IC也會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的結(jié)果。在大多數(shù)情況下，即使是軸上的磁性設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)模塊中的客戶(hù)模塊組裝過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。這些磁錯(cuò)誤源是不可避免的，而減輕它們幾乎總是很昂貴，而且常常是不可能的。

Allegro A1335角度傳感器IC的方法是通過(guò)使用先進(jìn)的線性化技術(shù)來(lái)補(bǔ)償客戶(hù)終端生產(chǎn)位置的這些誤差，從而解決此問(wèn)題。

該文檔說(shuō)明了如何通過(guò)A1335將超過(guò)±20度的與磁輸入有關(guān)的誤差線性化至低至±0.3度–大約提高了65倍。

可以基于來(lái)自目標(biāo)磁體圍繞角度傳感器IC的單次旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行該線性化。從該旋轉(zhuǎn)獲得的角度讀數(shù)用于生成線性化系數(shù)，然后將其存儲(chǔ)到片上EEPROM中，從而針對(duì)該磁性系統(tǒng)優(yōu)化該角度傳感器IC。Allegro可以提供必要的軟件和/或DLL，以幫助客戶(hù)在其生產(chǎn)線的末端對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行編程。

離軸（左）和離軸（右）

線性化選項(xiàng)

A1335角度傳感器IC提供了兩種線性化技術(shù)。第一個(gè)稱(chēng)為 分段線性化， 第二個(gè)稱(chēng)為 諧波線性化。

分段線性化是一種可編程功能，它允許調(diào)整角度傳感器IC的傳遞特性，以便可以通過(guò)角度傳感器IC以相應(yīng)的線性角度增量輸出施加的磁場(chǎng)矢量角度的線性變化。它是根據(jù)磁鐵繞角度傳感器IC旋轉(zhuǎn)一圈所收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行的。

另一方面，諧波線性化以11個(gè)校正諧波的形式施加線性化，其相位和幅度通過(guò)對(duì)磁體圍繞角度傳感器IC的一圈旋轉(zhuǎn)收集的數(shù)據(jù)執(zhí)行的FFT（快速傅立葉變換）確定。使用Allegro提供的軟件來(lái)計(jì)算系數(shù)和對(duì)片上EEPROM進(jìn)行編程，可以很容易地實(shí)現(xiàn)這兩種技術(shù)。請(qǐng)與您當(dāng)?shù)氐腁llegro代表聯(lián)系，以獲取最新的DLL，軟件GUI和編程硬件。

編輯：hfy