【導讀】感測汽車控製功能（例如檔位選擇器和轉向信號指示器）的位置和移動是現代汽車設計中的一項重要要求。然而
，感測 3 軸運動並不簡單，傳統的傳感器技術給工程師帶來了挑戰。這些範圍從物理設備尺寸和可靠性到功耗和成本。近推出的 3D 磁感應技術正在幫助工程師應對這些挑戰。

感測汽車控製功能（例如檔位選擇器和轉向信號指示器）的位置和移動是現代汽車設計中的一項重要要求。然而
，感測 3 軸運動並不簡單，傳統的傳感器技術給工程師帶來了挑戰。這些範圍從物理設備尺寸和可靠性到功耗和成本。近推出的 3D 磁感應技術正在幫助工程師應對這些挑戰。

機電開關是許多應用（包括車輛）中zhong常chang見jian的de故gu障zhang源yuan。隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi，觸chu點dian可ke能neng會hui腐fu蝕shi或huo燒shao壞huai
，從cong而er導dao致zhi故gu障zhang和he給gei車che主zhu帶dai來lai不bu便bian，並bing可ke能neng損sun害hai汽qi車che製zhi造zao商shang的de聲sheng譽yu。因yin此ci，製zhi造zao商shang更geng喜xi歡huan固gu態tai技ji術shu，例li如ru基ji於yu磁ci信xin號hao霍huo爾er效xiao應ying檢jian測ce的de開kai關guan，以yi盡jin可ke能neng提ti高gao可ke靠kao性xing並bing節jie省sheng空kong間jian和he成cheng本ben。

我(wo)們(men)在(zai)開(kai)車(che)時(shi)常(chang)做(zuo)的(de)兩(liang)件(jian)事(shi)是(shi)發(fa)出(chu)轉(zhuan)彎(wan)信(xin)號(hao)和(he)換(huan)檔(dang)。過(guo)去(qu)，汽(qi)車(che)依(yi)靠(kao)大(da)電(dian)流(liu)線(xian)束(shu)在(zai)車(che)輛(liang)周(zhou)圍(wei)傳(chuan)輸(shu)信(xin)號(hao)和(he)電(dian)力(li)。如(ru)今(jin)，使(shi)用(yong)轉(zhuan)向(xiang)指(zhi)示(shi)燈(deng)或(huo)移(yi)動(dong)變(bian)速(su)杆(gan)向(xiang)中(zhong)央(yang)處(chu)理(li)器(qi)發(fa)送(song)高(gao)阻(zu)抗(kang)信(xin)號(hao)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)與(yu)物(wu)理(li)切(qie)換(huan)某(mou)物(wu)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)一(yi)樣(yang)大(da)。

隨sui著zhe車che輛liang控kong製zhi變bian得de更geng加jia複fu雜za和he多duo功gong能neng
，趨qu勢shi是shi它ta們men在zai多duo個ge平ping麵mian上shang移yi動dong。許xu多duo配pei備bei自zi動dong變bian速su箱xiang的de現xian代dai汽qi車che現xian在zai通tong過guo將jiang變bian速su杆gan移yi至zhi不bu同tong的de平ping麵mian來lai提ti供gong順shun序xu控kong製zhi，從cong而er使shi感gan測ce位wei置zhi的de任ren務wu更geng加jia複fu雜za。

3D磁感應方法

有多種方法可以根據霍爾效應實現 3D 位置感測。如果要感測的運動有多個固定位置（在變速杆或轉向信號燈的情況下）
，一種方法是為每個可能的位置添加單獨的霍爾傳感器
，從而產生多達七個傳感器元件，讓控製器知道通過知道哪個傳感器是“現場”的位置。

另一種方法也是基於霍爾但使用通量集中器，通過將兩對正交傳感元件集成到 CMOS IC 上來減少所需的傳感器元件數量。增強磁場並提高靈敏度和信噪比的鐵磁薄膜也沉積在 IC 表麵上。

通過使用多種減法和加法算法，可以準確感測與 IC 水平運行的磁場分量（BX 和 BY 分量）以及垂直磁場分量 (BZ)。這些模擬電壓然後通過模數轉換器 (ADC) 轉換為數字值。然後通過數字信號處理確定終的位置。

雖然從技術角度來看，這些解決方案中的每一個都是可行的，但它們在大規模生產中並不理想——尤you其qi是shi在zai汽qi車che應ying用yong中zhong。使shi用yong多duo個ge傳chuan感gan器qi需xu要yao大da量liang空kong間jian，並bing且qie隨sui著zhe更geng多duo組zu件jian的de添tian加jia，可ke靠kao性xing將jiang不bu可ke避bi免mian地di受shou到dao影ying響xiang。第di二er種zhong方fang法fa有you一yi些xie優you點dian
，但dan算suan法fa和he後hou處chu理li所suo涉she及ji的de複fu雜za性xing——更不用說需要校準單個傳感器——意味著它不是一個理想的解決方案。

第三種替代方案利用基於霍爾的傳感器
，該傳感器能夠同時確定磁源的 x
、y 和 z 坐標，以構建傳感器周圍磁場的 3D 圖像（圖 1 ）。

圖 1 與多傳感器解決方案相比，3D 解決方案可節省空間、成本和時間。

TLE493D -A1B6 3D 傳感器將垂直和水平霍爾板集成到單個 IC 中，從而在操作中檢測平麵和垂直麵。當磁鐵移動時，傳感器會立即識別出至少一個磁場分量的變化。

傳感器架構由圖 2所示的三個主要構建塊組成。

圖 2 TLE493D-A1B6 3D 磁傳感器框圖

傳感器單元包含霍爾板並測量所有三個方向的磁場。將垂直霍爾板用於平麵組件可使傳感器實現高磁調和精度 (±1%)，從而實現的角度測量。

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