角度传感器

简要技术
(a)3db带宽:2- 1000Hz;
b)等效噪声角速度:<1×10^(-5)rad/s;
c)等效噪声角:0.2×10^(-6) rad;
d)量程: ±0.5rad/s;随着对自动化精密控制系统的需求增加，设计更可靠且不太可能因机械磨损而失效的系统的需求也在增加。其中
许多应用都需要检测角旋转。虽然可以使用多个一维传感器来实现此功能，但新型三维传感器可提供更大的灵活
性和准确性，同时支持更紧凑的设计。
内容
1 引言...........................................................................................................................................................................................2
1.1 使用一维传感器进行角度测量.............................................................................................................................................2
1.2 角度测量难题......................................................................................................................................................................3
2 多轴传感器的优势..................................................................................................................................................................... 6
2.1 简化的机械放置.................................................................................................................................................................. 6
2.2 灵敏度匹配......................................................................................................................................................................... 9
2.3 CORDIC 角度估算..............................................................................................................................................................9
2.4 篡改和杂散磁场检测.........................................................................................................................................................12
3 角度测量注意事项................................................................................................................................................................... 15
3.1 传感器对齐....................................................................................................................................................................... 15
3.2 传感器校准....................................................................................................................................................................... 16
3.3 输入参考噪声....................................................................................................................................................................17
3.4 采样率的影响....................................................................................................................................................................17
4 实际应用..................................................................................................................................................................................19
4.1 按钮式旋钮....................................................................................................................................................................... 19
4.2 离轴设计...........................................角度测量是系统反馈的一种重要形式，适用于各种应用。可以使用霍尔效应传感器计算精确的旋转位置，这将提
高整体系统的可靠性和成功率。在检测机械臂的位置、施加到脚踏板的力或者旋钮或液位控制的位置时，角度精
度还可以改善最终用户的整体系统控制。
1.1 使用一维传感器进行角度测量
使用旋转磁体进行角度测量的传统方法是利用两个线性霍尔效应传感器，这两个传感器与径向圆柱体磁体位于同
一平面内，相隔 90º。
图 1-1. 双传感器角度测量
标准霍尔效应传感器只能检测垂直于器件表面的磁通密度或 B 场分量。在采用图 1-1 中的配置时，每个传感器仅
检测 B 场的一部分，该部分沿一个轴从磁体中心沿径向向外指。当磁体旋转时，生成的输出会产生匹配的正弦和
余弦波形，并具有与物理位置相关的 90º 偏移。我们可以观察到，当磁体的磁极完全对准传感器时，该传感器检
测到的峰值磁通密度就会出现。