霍爾速度傳感器原理及算法介紹

　　磁速傳感器通過測量磁通量的變化來檢測目標輪的運動以及參考位置，在英飛凌規(guī)格書中，差分式霍爾傳感器可工作在磁場N極或者S極，其背磁場強范圍在-500~500mT，傳感器工作在更大的磁場強度下不會造成傳感器的損壞，其背磁磁場強度會直接影響傳感器氣隙表現。兩個霍爾探頭靜態(tài)磁場差分強度ΔBstatic 需要小于30mT，如圖6所示，兩個霍爾探頭距離為2.5mm(TLE4941PlusC為2.0mm以便更好適應更小齒距的輪速傳感器應用)，需滿足ΔBstatic=|Bp1-Bp2|<30mT，如果ΔBstatic大于30mT，可能造成輸出信號占空比不良。為了減小靜態(tài)差分磁場強度，對于背磁感應方式，傳感器設計時可在背磁和傳感器之間增加導磁片，這樣可以使得磁場分布更加均勻，從而減小兩個霍爾探頭之間靜態(tài)磁場強度差異。

　　磁滯概念

　　磁速傳感器在汽車上有不同應用，如輪速，變速箱速度，凸輪軸和曲軸速度及位置檢測等，其應用環(huán)境也不同。為了更好適應不同應用，獲得更好性能，英飛凌磁性傳感器提供靈活的磁滯算法，主要有四種磁滯算法: HF(Hidden Fixed)，VF(Visible Fixed), HA(Hidden Adaptive)，VA(Visible Adaptive)。

　　所謂Hidden磁滯概念，即信號在過零點處切換。輸入信號幅度很容易受到空氣間隙變化的影響,而由于Hidden磁滯切換點在過零點處，從而可以避免受到信號幅度影響，所以Hidden磁滯算法可以獲得最佳的相位精度。所謂Visible磁滯概念，即信號在額定磁滯帶上切換。對于齒距較長的目標輪，選用Visible磁滯算法，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出信號。

　　圖7是典型的60-2齒的凸輪軸應用，在目標輪長槽處，由于差分式霍爾傳感器兩個霍爾探頭檢測到的磁場強度一樣，因此會有很長一段差分信號ΔB為0，在信號處理過程中，如果選用Hidden磁滯算法，容易導致輸出信號相位抖動。而選用Visible磁滯算法，輸出信號比較穩(wěn)定?！　?/p>

 

　　所謂Adaptive磁滯概念，即其磁滯水平受輸入信號幅度影響。選用Adaptive磁滯算法，能夠起到振動抑制作用。所謂Fixed磁滯概念，即磁滯水平為一定值。

　　為了更好地理解英飛凌磁性傳感器磁滯算法的概念,下面以TLE492X系列產品為例做進一步解釋。

　　如圖8所示為Hidden Fixed磁滯算法，以TLE4926C-HT E6547為例，其磁滯算法為Hidden Fixed。當輸入信號幅值超過額定磁滯帶時(圖例磁滯帶閾值ΔBHYS為2mT)，信號在過零點處切換?！　?/p>