多维传感

垂直霍尔技术

得益于 IC 设计和制造的进步，我们能够制造对平行于 IC 平面的磁场进行感应的垂直霍尔元件。 这些元件的工作原理与平面霍尔元件相同，但后者只能感应垂直于 IC 平面的磁场。 这种 Z 轴感应能力不会因传感器 IC 的方向或旋转而改变。 因此，使用仅具有平面霍尔元件的表面贴装器件时，无法在安装传感器的 PCB 平面中进行感应。

平面霍尔元件沿芯片的长度和宽度（平面内）构成，如图 1 所示。垂直霍尔元件沿芯片的深度自下而上构成，如图 2 所示。

图 1：平面霍尔元件

图 2：垂直霍尔元件

通过旋转 IC 或改变垂直霍尔元件在芯片上的方向，传感器 IC 可以辨别磁场方向和幅度。 具有多个传感元件的 IC（见图 3）可以在多个空间维度上进行感应。

图 3：具有平面和垂直霍尔传感器的 3D 传感器 IC

在以下几种情况下，这种方案可能特别有用：

• 在气隙很大且/或机械部件有可能未对准的情况下，或者在磁体方向或位置不明确的情况下，进行接近感应
• 对旋转的环形磁体进行位置（速度和方向）感应
• 在需要平面内感应的情况下，用更小、更低成本的 SMT 器件取代通孔器件
• 非接触式线性和角度位置感应，感应目标可能处于离轴状态或在多个维度上移动（请参阅此 ALS31300 应用手册）
• 检测公用事业仪表中的磁性篡改（本文说明了 3D 垂直霍尔传感器在这些应用中的性能优势）

该徽标表示产品采用了 Allegro 的垂直霍尔传感器技术。

圆形垂直霍尔 (CVH) 传感器

如上所述，垂直霍尔效应传感器可用于辨别磁场方向和幅度。 垂直霍尔元件以圆形阵列排布时，可用于确定所施加磁场的角度。 集成了圆形垂直霍尔 (CVH) 阵列和先进模拟和数字信号处理电路的传感器 IC 是测量旋转磁场方向的绝佳解决方案，例如在端轴或侧轴应用中（见图 4 和图 5）。

这项技术是 Allegro 许多角度传感器 IC 的基础。 下面的视频详细介绍了我们 CVH 角度传感器的内部工作方式。

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