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(biāo)輪的運(yùn)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(qiáng)范圍在-500~500mT，傳感器工作在更大的磁場強(qiáng)度下不會造成傳感器的損壞，其背磁磁場強(qiáng)度會直接影響傳感器氣隙表現(xiàn)。兩個霍爾探頭靜態(tài)磁場差分強(qiáng)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(yīng)更小齒距的輪速傳感器應(yīng)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(qiáng)度，對于背磁感應(yīng)方式，傳感器設(shè)計(jì)時(shí)可在背磁和傳感器之間增加導(dǎo)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(qiáng)度差異。

　　磁滯概念

　　磁速傳感器在汽車上有不同應(yīng)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(yīng)用環(huán)境也不同。為了更好適應(yīng)不同應(yīng)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(diǎn)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(diǎn)在過零點(diǎn)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(biāo)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(yīng)用，在目標(biāo)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(qiáng)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(dǎo)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。　　

 

　　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(chǎn)品為例做進(jìn)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(dāng)輸入信號幅值超過額定磁滯帶時(shí)(圖例磁滯帶閾值ΔBHYS為2mT)，信號在過零點(diǎn)處切換。