A1342线性霍尔效应传感器IC温度补偿设计

一、引言

在汽车、工业自动化和机器人等行业，常需监测机械位置或旋转，线性霍尔效应传感器集成电路（IC）可用于非接触式测量。线性霍尔效应系统设计涉及机械系统、传感器 IC 和磁铁材料，设计需考虑磁通量密度非理想变化、参数温度漂移和噪声等误差因素。A1342 线性霍尔效应传感器 IC 具有多种特性，可减少或消除系统误差，本文主要介绍如何利用其补偿参数降低环境温度变化导致的误差。
*附件：使用 A1342 线性霍尔效应传感器集成电路进行温度补偿计算.pdf

二、A1342 器件特性

• -40°C 至 25°C 应用特性 ：具备一阶灵敏度温度补偿、二阶灵敏度温度补偿和一阶偏移温度补偿。
• 25°C 至 150°C 应用特性 ：同样具有一阶灵敏度温度补偿、二阶灵敏度温度补偿和一阶偏移温度补偿。

三、相关定义

• 环境温度（） ：指传感器 IC 的周围温度。
• 灵敏度（Sensitivity） ：在传感器 IC 层面为 ΔLSB / ΔB（B 为垂直于霍尔传感元件的磁通量密度），系统层面依应用而定，是温度的函数。
• 偏移（Offset） ：传感器 IC 层面为零磁通量密度时的输出，系统层面是零输入时的输出。
• 灵敏度误差（Sensitivity Error） ：灵敏度相对理想值的百分比变化，是温度的函数。
• 偏移误差（Offset Error） ：偏移相对于理想值的变化，是温度的函数。

四、温度特性数据收集

• 至少在两个输入点（如示例中的 -5mm 和 5mm）记录传感器 IC 输出，并涵盖不同环境温度，至少包括 、两个 和两个 的温度点。
• 收集前需确保传感器 IC 在 25°C 校准正确且在工作范围内输入点无削波，同时禁用 A1342 线性化功能。

五、灵敏度和偏移计算

• 对于两个输入点的数据，按公式计算各温度点的灵敏度和偏移。若表征数据多于两个输入点，建议用最小二乘线性回归计算。
• 灵敏度计算公式：
• 偏移计算公式：

六、数据格式化

• 灵敏度数据以 25°C 为参考归一化，偏移数据计算与 25°C 值的差值，环境温度调整为与参考温度的变化值。
• 归一化灵敏度公式：
• 偏移差值公式：
• 环境温度调整公式：

七、温度补偿系数计算

• 灵敏度补偿 ：计算归一化灵敏度数据的倒数并应用二阶最佳拟合曲线，将数据分冷热两段，分别确定最佳二阶多项式补偿曲线。
• 偏移补偿 ：计算偏移差值数据的相反数并应用一阶最佳拟合曲线，同样分冷热两段确定最佳一阶多项式补偿曲线。

八、应用温度补偿参数

• 将计算得到的系数转换为 A1342 对应的数字代码，如、等系数分别对应不同参数（senstc2_hot_c、senstc2_cld_c 等）。
• Allegro MicroSystems 提供硬件和软件工具辅助开发，编程工具可用于配置设备参数，输入计算代码或值时需注意单位。

九、补偿效果

• 以示例数据为例，补偿前灵敏度误差约为 ±13%，补偿后降至小于 ±0.1%；偏移误差补偿前约为 ±92 LSB，补偿后小于 ±8 LSB。但结果未涵盖如寿命漂移、机械磨损漂移等潜在误差源。

审核编辑 黄宇