2 線性移動位置感應

當監控磁體的移動時，我們可以使用線性霍爾傳感器更為準確地確定位置。通過按照用于線性沖程檢測的 DRV5055 磁體定向所示確定磁體方向，并使用能夠檢測磁體北極和南極的雙極線性霍爾效應傳感器，可以最大限度地提升單個傳感器的可觀測總范圍。

圖 2-1 用于線性沖程檢測的 DRV5055 磁體定向

在用于線性沖程檢測的 DRV5055 磁體定向所示的示例中，有一個 N42 級釹磁鐵沿著平行于 y 軸的 60mm 路徑行進。磁體的中心與傳感器之間有 8mm 的空氣間隙。磁體的直徑為 6.3mm (0.25in)，長度為 22.2mm (0.875in)。觀察到的 DRV5055 磁通密度展示了 DRV5055 在磁體移動期間可能發生的預期輸入。在這里，我們看到傳感器檢測到的最大 z 分量約為 24.9mT。

圖 2-2 觀察到的 DRV5055 磁通密度

線性霍爾傳感器（如 DRV5055）在此應用中運行良好。對于該器件，有四個靈敏度范圍可供選擇：

在為應用選擇合適的傳感器時，我們想使器件的線性輸出擺幅盡可能大。在每種情況下，0mT 的輸入都會產生 Vcc/2 的輸出。對于本示例，請選擇靈敏度為 60mV/mT 的 A1，這會產生 ±1.49V 的最大輸出擺幅。

傳感器感應到的峰值場可以通過多種因素進行調整：

圖 2-3 磁體變量的影響

圖 2-4 磁體長度的影響

圖 2-5 磁體半徑的影響

圖 2-6 磁體材料的影響

觀察到的 DRV5055 磁通密度顯示，對于每個 Bz 值，有兩個可能的磁體位置。為了消除模糊性，測量應完全基于最大值和最小值之間的繪圖區域。除了最接近極值的部分，這部分輸出響應通常具有非常高的線性度。

這意味著對于本示例中的總行程，我們可以區分大約 ±10mm 的位置。請注意，這個峰峰值范圍大約是磁體長度，即 22mm。

事實上，磁體在這個方向產生的 B 場是由磁體的長度決定的。因此，為了擴大單個傳感器的范圍，需要增加磁體的長度。使用更強的磁性材料可能會使總范圍稍微增加，但這主要只對增加傳感器和磁體之間的可用空氣間隙有效。

成本往往會成為實現長磁體解決方案的一個限制因素。如果單個磁體/傳感器組合的范圍不足，那么更為實用的方法是通過在線性陣列中使用更多的傳感器來擴展設計。