【導讀】huoerxiaoyingchuanganqiweiweizhigancetigonglegaoxiaodejiejuefangan。shiyonghuoerchuanganqi，chuanganqiheyundongbujianzhijianmeiyoujixielianjie，yincikeyihuodegenggaodekekaoxinghenaiyongxing。

huoerxiaoyingchuanganqiweiweizhigancetigonglegaoxiaodejiejuefangan。shiyonghuoerchuanganqi
，chuanganqiheyundongbujianzhijianmeiyoujixielianjie
，yincikeyihuodegenggaodekekaoxinghenaiyongxing。

youjizhongbutongdecichuanganqipeizhikeyongyujiyuhuoerxiaoyingdeweizhiganceyingyong。zaibenwenzhong，womenjiangyanjiuyizhongkeyichanshengxianxinggaosiyujuliquxiandehuadongcipeizhi。womenhaijiangkandaokeyishiyongcitiezuhelaitiaozhenggaosiyujuliquxiandexielv。 

線性度可能是一個決定因素 

在上一篇文章中，我們研究了簡單的正麵和側滑配置。這兩種布置如圖 1 所示。

圖1(a)。正麵和(b)滑動感應。

我(wo)們(men)看(kan)到(dao)感(gan)測(ce)場(chang)和(he)距(ju)離(li)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)在(zai)上(shang)述(shu)安(an)排(pai)下(xia)是(shi)非(fei)線(xian)性(xing)的(de)。這(zhe)些(xie)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)配(pei)置(zhi)通(tong)常(chang)用(yong)作(zuo)精(jing)度(du)要(yao)求(qiu)不(bu)是(shi)非(fei)常(chang)苛(ke)刻(ke)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)接(jie)近(jin)檢(jian)測(ce)器(qi)。

raner，dangxuyaoyanchuanganxingchengduiweizhijinxingjingxikongzhishi，womengengyuanyizaichuanganqishuchuheweiyizhijianjianlixianxingguanxi。shishishang
，suiranwomenkeyishiyongruanjianlaixiaochuchuanganqixianxingwucha
，danxianxingxiangyingshikequde
，yinweitakeyitigaoceliangjingdubingbianyuxitongxiaozhun。 

線性滑動感應

圖 2(a) 顯示了一種滑動排列，它在感測磁場的 z 分量與磁體位移之間呈現線性關係。圖 2(b) 顯示了磁通密度（在 z 軸方向）與磁體行程的關係。

圖2(a)。具有線性響應的滑動配置(b)磁通密度與磁鐵位置

當磁鐵位於傳感器的左側（x<0）時
，磁鐵的磁場線會產生一個與 z 軸方向相反的分量。請注意
，磁力線從磁鐵的北極到南極。

圖 3 顯示了穿過傳感器的磁力線之一。

圖 3.通過霍爾效應傳感器的磁力線方向

因此，對於 x<0，感測磁場的 z 分量為負。當磁鐵到達中心位置時
，z 方向的磁場將為零。對於正位移（x>0），磁場會產生z軸方向的分量（正磁場）。對於任一方向的大位移，較少數量的場線可以通過傳感器。因此，傳感器感測到的磁場減小。   

這種布置的關鍵特征之一是磁場的 z 分量與原點周圍的位移呈線性關係。該線性範圍如圖 2(b) 所示。線性區域的長度略小於磁體的長度。例如
，對於 22 毫米的磁體，線性區域可以從大約 -10 毫米擴展到 +10 毫米。這種線性行為使我們能夠更輕鬆
、更準確地檢測移動物體的位置。

如果我們需要更大的線性範圍怎麼辦？

我們可以使用更長的磁鐵來增加上述配置的線性範圍；但(dan)是(shi)，某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)無(wu)法(fa)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)容(rong)納(na)大(da)磁(ci)鐵(tie)。此(ci)外(wai)，對(dui)於(yu)長(chang)磁(ci)鐵(tie)，成(cheng)本(ben)可(ke)能(neng)是(shi)一(yi)個(ge)限(xian)製(zhi)因(yin)素(su)。如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)檢(jian)測(ce)比(bi)磁(ci)鐵(tie)長(chang)度(du)更(geng)長(chang)的(de)行(xing)程(cheng)，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)列(lie)來(lai)擴(kuo)展(zhan)測(ce)量(liang)範(fan)圍(wei)。如(ru)圖(tu) 4 所示。

圖 4.使用多個霍爾效應傳感器來增加線性範圍

在這種情況下，我們需要處理來自多個傳感器的數據以找到物體位置。有關詳細信息，請參閱此TI 應用說明。

檢測物體的存在

圖 2 中的滑行配置也可用於檢測對象的存在（而不是確定對象在其行程中的位置）。假設在圖 2(a) 所示的示例中
，磁鐵從左到右平行於 x 軸移動。假設我們的數字（開/關）霍爾效應傳感器的磁性操作點和釋放點如圖 5 所示。 

圖 5.使用滑行配置進行開/關檢測

隨著磁鐵從左到右接近傳感器
，磁場強度變得越來越大。在 D2 處
，感測到的磁場等於開啟傳感器的磁工作點。將磁鐵靠近傳感器會產生更大的磁場並使傳感器保持開啟狀態。

現在，如果我們朝相反的方向（從右到左）移動傳感器，磁場就會減弱。在 D1 處，磁場變得小於關閉傳感器的釋放點。這使我們能夠檢測到對象的存在。我們還可以使用此結構在對象筆劃中定義一個參考點（傳感器的切換點）。

根據圖5中(zhong)的(de)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)與(yu)距(ju)離(li)曲(qu)線(xian)，給(gei)定(ding)的(de)磁(ci)通(tong)密(mi)度(du)可(ke)以(yi)由(you)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)位(wei)移(yi)產(chan)生(sheng)。這(zhe)就(jiu)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)上(shang)述(shu)布(bu)置(zhi)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)以(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)切(qie)換(huan)隻(zhi)能(neng)在(zai)一(yi)個(ge)特(te)定(ding)位(wei)移(yi)處(chu)發(fa)生(sheng)的(de)方(fang)式(shi)限(xian)製(zhi)物(wu)體(ti)行(xing)程(cheng)末(mo)端(duan)的(de)應(ying)用(yong)。這(zhe)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)在(zai)解(jie)釋(shi)結(jie)果(guo)時(shi)出(chu)現(xian)任(ren)何(he)歧(qi)義(yi)。

增加高斯與距離曲線的梯度

我們在上麵討論過
，數字（開/關）霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)與(yu)滑(hua)動(dong)配(pei)置(zhi)一(yi)起(qi)使(shi)用(yong)，以(yi)定(ding)義(yi)物(wu)體(ti)行(xing)程(cheng)中(zhong)的(de)參(can)考(kao)點(dian)。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)高(gao)斯(si)與(yu)距(ju)離(li)曲(qu)線(xian)的(de)斜(xie)率(lv)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)更(geng)地(di)檢(jian)測(ce)參(can)考(kao)點(dian)。

斜率越大
，給定位移導致磁場強度變化越大，傳感器更容易檢測到。圖 6(a) 顯示了一個磁係統，其斜率大於圖 2(a) 中配置的斜率。

圖 6.使用多個磁鐵提高場強分辨率

在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，一(yi)對(dui)磁(ci)鐵(tie)的(de)北(bei)極(ji)和(he)南(nan)極(ji)相(xiang)對(dui)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)移(yi)動(dong)。總(zong)磁(ci)場(chang)由(you)兩(liang)個(ge)磁(ci)鐵(tie)的(de)磁(ci)力(li)線(xian)決(jue)定(ding)。在(zai)這(zhe)種(zhong)布(bu)置(zhi)中(zhong)
，距(ju)離(li)是(shi)相(xiang)對(dui)於(yu)磁(ci)體(ti)對(dui)的(de)中(zhong)心(xin)測(ce)量(liang)的(de)。圖(tu) 6(b) 顯示了感應磁場的 z 分量與距離的關係。在中心位置 (x=0)，穿過傳感器的一個磁體北極的磁力線數等於另一個磁體南極的磁力線數。因此
，淨磁通密度為零。

假設我們將磁鐵從中心位置向右移動 (x>0)。這突然增加了來自南極的磁力線的數量，並產生了具有正 z 分量的磁場。類似地，當我們將磁鐵從中心位置 (x<0) 向左移動時，我們會獲得一個具有負 z 分量的相對較強的磁場。在原點附近

，曲線的梯度高於圖 2(a) zhongdehuaxingpeizhi，yinweicongbeijidaonanjideguodushituranfashengde。gaosiyujuliquxiandezhezhongxiangduijiaodadexielvkeyibangzhuwomengengzhunquedidingyiyidongwutidecankaoweizhi。 

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