一、引言

在汽車、工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人等行業(yè)，常需監(jiān)測(cè)機(jī)械位置或旋轉(zhuǎn)，線性霍爾效應(yīng)傳感器集成電路（IC）可用于非接觸式測(cè)量。線性霍爾效應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及機(jī)械系統(tǒng)、傳感器 IC 和磁鐵材料，設(shè)計(jì)需考慮磁通量密度非理想變化、參數(shù)溫度漂移和噪聲等誤差因素。A1342 線性霍爾效應(yīng)傳感器 IC 具有多種特性，可減少或消除系統(tǒng)誤差，本文主要介紹如何利用其補(bǔ)償參數(shù)降低環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的誤差。
*附件：使用 A1342 線性霍爾效應(yīng)傳感器集成電路進(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算.pdf

二、A1342 器件特性

• -40°C 至 25°C 應(yīng)用特性 ：具備一階靈敏度溫度補(bǔ)償、二階靈敏度溫度補(bǔ)償和一階偏移溫度補(bǔ)償。
• 25°C 至 150°C 應(yīng)用特性 ：同樣具有一階靈敏度溫度補(bǔ)償、二階靈敏度溫度補(bǔ)償和一階偏移溫度補(bǔ)償。

三、相關(guān)定義

• 環(huán)境溫度（） ：指?jìng)鞲衅?IC 的周圍溫度。
• 靈敏度（Sensitivity） ：在傳感器 IC 層面為 ΔLSB / ΔB（B 為垂直于霍爾傳感元件的磁通量密度），系統(tǒng)層面依應(yīng)用而定，是溫度的函數(shù)。
• 偏移（Offset） ：傳感器 IC 層面為零磁通量密度時(shí)的輸出，系統(tǒng)層面是零輸入時(shí)的輸出。
• 靈敏度誤差（Sensitivity Error） ：靈敏度相對(duì)理想值的百分比變化，是溫度的函數(shù)。
• 偏移誤差（Offset Error） ：偏移相對(duì)于理想值的變化，是溫度的函數(shù)。

四、溫度特性數(shù)據(jù)收集

• 至少在兩個(gè)輸入點(diǎn)（如示例中的 -5mm 和 5mm）記錄傳感器 IC 輸出，并涵蓋不同環(huán)境溫度，至少包括 、兩個(gè) 和兩個(gè) 的溫度點(diǎn)。
• 收集前需確保傳感器 IC 在 25°C 校準(zhǔn)正確且在工作范圍內(nèi)輸入點(diǎn)無削波，同時(shí)禁用 A1342 線性化功能。

五、靈敏度和偏移計(jì)算

• 對(duì)于兩個(gè)輸入點(diǎn)的數(shù)據(jù)，按公式計(jì)算各溫度點(diǎn)的靈敏度和偏移。若表征數(shù)據(jù)多于兩個(gè)輸入點(diǎn)，建議用最小二乘線性回歸計(jì)算。
• 靈敏度計(jì)算公式：
• 偏移計(jì)算公式：

六、數(shù)據(jù)格式化

• 靈敏度數(shù)據(jù)以 25°C 為參考?xì)w一化，偏移數(shù)據(jù)計(jì)算與 25°C 值的差值，環(huán)境溫度調(diào)整為與參考溫度的變化值。
• 歸一化靈敏度公式：
• 偏移差值公式：
• 環(huán)境溫度調(diào)整公式：

七、溫度補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算

• 靈敏度補(bǔ)償 ：計(jì)算歸一化靈敏度數(shù)據(jù)的倒數(shù)并應(yīng)用二階最佳擬合曲線，將數(shù)據(jù)分冷熱兩段，分別確定最佳二階多項(xiàng)式補(bǔ)償曲線。
• 偏移補(bǔ)償 ：計(jì)算偏移差值數(shù)據(jù)的相反數(shù)并應(yīng)用一階最佳擬合曲線，同樣分冷熱兩段確定最佳一階多項(xiàng)式補(bǔ)償曲線。

八、應(yīng)用溫度補(bǔ)償參數(shù)

• 將計(jì)算得到的系數(shù)轉(zhuǎn)換為 A1342 對(duì)應(yīng)的數(shù)字代碼，如、等系數(shù)分別對(duì)應(yīng)不同參數(shù)（senstc2_hot_c、senstc2_cld_c 等）。
• Allegro MicroSystems 提供硬件和軟件工具輔助開發(fā)，編程工具可用于配置設(shè)備參數(shù)，輸入計(jì)算代碼或值時(shí)需注意單位。

九、補(bǔ)償效果

• 以示例數(shù)據(jù)為例，補(bǔ)償前靈敏度誤差約為 ±13%，補(bǔ)償后降至小于 ±0.1%；偏移誤差補(bǔ)償前約為 ±92 LSB，補(bǔ)償后小于 ±8 LSB。但結(jié)果未涵蓋如壽命漂移、機(jī)械磨損漂移等潛在誤差源。

審核編輯 黃宇