A1335角度传感器IC中的高级片上线性化

本文重点介绍Allegro的A1335角度传感器集成电路(IC)及其先进的片上线性化技术。该文档包括线性化选项,角度误差,精度误差,平均磁场和气隙依赖性,磁体误差分析,分段线性化,谐波线性化,角度延迟考虑等等。

介绍

工业中的众多应用 - 从工业自动化机器人技术到电子动力转向和电机位置传感 - 需要以轴上或轴外方式监控旋转轴的角度。

用于上述应用的任何成功的角度测量系统的设计必须基于特定应用的需要。这些包括:arragement(轴外或轴上)气隙,精度和温度范围等。

磁角度测量系统有两个主要误差源:

传感器IC相关错误

  • 内在非线性
  • 参数温度漂移;
  • 噪声。

磁输入相关的错误

  • 场强变化
  • 场非线性

每个Allegro角度传感器IC在Allegro生产过程中使用均匀磁场进行测试和校准。结果,在将角度传感器IC运送给客户之前,本征IC非线性和温度漂移减小到最小。有关温度漂移信息,请参阅产品数据表。

在设计中使用磁铁时,磁输入很可能在整个旋转范围内不均匀 - 它会产生固有误差。这些磁输入错误会导致系统中的测量错误。

当考虑具有较高固有磁误差的侧轴或轴外设计时,这些因素变得尤为重要。如果磁输入的误差贡献占主导地位,即使是最精确校准的角度传感器IC也会产生不准确的结果。在大多数情况下,甚至轴上磁性设计也遭受在生产线中的客户模块组装期间发生的相对大的不对准。这些磁性误差源是不可避免的,并且减轻它们几乎总是昂贵且通常是不可能的。

Allegro A1335角度传感器IC的方法是通过使用先进的线性化技术来弥补客户的生产线末端制造地点的这些错误来解决这个问题。

该文件显示了A1335如何将超过±20度的磁输入相关误差线性化至低至±0.3度 - 大约提高了65倍。

可以基于来自角度传感器IC周围的目标磁体的单次旋转的数据来执行该线性化。来自该旋转的角度读数用于生成线性化系数,然后可以将其存储到片上EEPROM中,从而优化该磁性系统的角度传感器IC。Allegro可以提供必要的软件和/或DLL,以帮助客户在其生产线末端对这些设备进行编程。

离轴(左)和轴(右)

线性化选项

A1335角度传感器IC提供两种线性化技术。第一种称为  分段线性化, 第二种称为  谐波线性化。

分段线性化是可编程特征,其允许调整角度传感器IC的传递特性,使得所施加的磁场矢量角度的线性变化可以通过角度传感器IC输出为对应的线性角度增量。对从角度传感器IC周围的磁体的一次旋转收集的数据执行。

另一方面,谐波线性化以11个校正谐波的形式应用线性化,其相位和幅度通过对从围绕角度传感器IC的磁体的一次旋转收集的数据执行的FFT(快速傅立叶变换)来确定。使用Allegro提供的软件可以很容易地实现这两种技术,以计算系数和编程片上EEPROM。请联系您当地的Allegro代表,以获取最新的DLL,软件GUI和编程硬件。

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