【应用】采用Triaxis霍尔技术的非接触式旋转位置传感器助力汽车及工业中的检测应用

时间： 2019-02-26 来源：Melexis

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非接触式旋转位置传感器,霍尔效应传感器,Triaxis霍尔效应传感器,工业用位置传感器

在汽车应用和工业应用等领域中，经常需要检测运动部件的角位置，如方向盘位置检测、汽车踏板位置检测、阀门位置检测以及电位计位置检测等。对于传统的接触式旋转位置传感器，在运转时会产生摩擦，最终导致其使用寿命缩短、性能较低等问题。针对此，常用的解决方案是采用非接触式旋转位置传感器，具备无触点、使用寿命长等优势，其原理是利用具有磁性偏置的霍尔效应集成电路（IC）来检测运动部件转轴的旋转运动，通过转轴的旋转（磁铁的位置发生改变）来判断磁通密度的变化情况，然后转换为线性输出。

图1 非接触式旋转位置传感器的原理框图

在选择非接触式旋转位置传感器时，不仅需要考虑器件的可靠性、尺寸以及使用寿命，还需要考虑传感器集成调节电路、保护电路以及永磁体等，须采用防护等级更高的封装。因此，本文推荐采用MELEXIS（迈来芯）公司提供的MLX90316非接触式旋转位置传感器解决方案，典型应用电路参考设计如图2所示。通过采用Triaxis^TM霍尔技术，在传统平面霍尔技术（仅能检测与器件IC表面正交的磁通密度变化）的基础上，增加了对平行于器件IC表面的磁通密度变化检测。

图2 应用电路参考设计

另外，MLX90316提供模拟、PWM以及串行协议可选，具备简单且稳健的磁性设计，其单模芯片采用符合RoHS标准的SO8封装，双模芯片采用符合RoHS标准的TSSOP16封装，能够满足各类应用的系统设计要求。还有就是，具备可编程线性传输特性以及10 bit角精度，在360度旋转时可提供12位分辨率，出色的性能优势使其适用于各种360°或有限角度应用。

图3 角度检测原理示意图

值得一提的是，如图3所示，MLX90316能够感应在其上方旋转的径向磁化磁铁的绝对角度位置，通过两个相互垂直、平行于IC表面的霍尔元件，将实际角度转换为两个相位差为90°的正弦信号，然后通过反正切函数来计算角度，非常适合汽车及工业应用。更多的解决方案信息可在世强官网搜索获取，例如：

>>>【选型】Melexis（迈来芯）工业、汽车领域霍尔效应传感器选型指南

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1、Melexis品牌的3D霍尔传感器MLX90333正常工作电压是5V，最小工作电压是4.5V，所以在3.3V不能正常工作。2、MLX90333需要编程器PTC04+子板的方式来编程，否则就是2.5V电压输出。3、预编译版本的霍尔传感器可以选择MLX90316版本，但是磁铁、机械结构必须严格按照MLX90316的要求来设计，否则无法满足MLX90316预编译版本的精度。

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