[参考译文] DRV5056：测量范围和灵敏度

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https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1195315/drv5056-measurement-range-and-sensitivities

器件型号：DRV5056
主题中讨论的其他器件： DRV5055

您好！

对于 DRV5056和 DRV5055的灵敏度和测量范围如何工作、我有点困惑。我有3个不同的霍尔效应传感器(DRV5055 A3、 DRV5055 A4和 DRV5056 A4 )。我也有各种磁体、但我首先使用半径为1.25mm、厚度为1.5mm 的 N35圆盘磁体。我在线找到了 TI 的 DRV5056接近传感工具、已经下载了该工具、并一直将其用作设计工具。这是我对灵敏度和距离感到困惑的地方。

根据此设计工具以及我发现的其他公式、在距离磁体表面1.6mm 的位置、磁通密度应约为83.65mT。该值完全处于 DRV5055 A4和 DRV5056 A4的范围内、并且处于 DRV5055 A3范围的顶部。如果我正确理解了规格表、那么对于 DRV5055 A3、当我的磁体距离为1.6mm 时、A3的输出应约等于我的输入电压5V、对吗？但事实并非如此、对于此传感器和磁体组合、在此距离处的读数是3.23伏。

使用 DRV5056 A4时、我发现我测量的输出电压与接近感应工具预测的电压根本不对应。

因此、我对在给定距离内应该预期的电压值有点困惑。我还对灵敏度值的含义以及它们甚至是如何计入我的测量感到困惑。所以,我希望有人能帮我澄清这一点。

提前感谢您提供的任何帮助或信息。

- Ross Zameroski.

1 年多前

0 admin 1 年多前

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Ross、

感谢您在 E2E 上提出您的问题。根据您的评估、似乎您已经指示 Vcc 为5V、并且您的磁体距离传感器顶部1.6mm、您将从 DRV5055A3的输出获得3.23V 的电压。

当 Vcc = 5V 时、DRV5055A3的灵敏度为25mV/mT、因此我们可以计算传感器可能观察到的大致输入磁场。 VOUT 比静态输出电压高0.73V、这表明输入端约为29.2mT。

我首先尝试根据您的磁体规格运行快速仿真、以验证这是否合理：

半径= 1.25mm、厚度= 1.5mm、材料= N35

I 扫描磁体位置、距离感应元件0mm (即磁体接触封装内的感应元件)到3mm。与感应元件的距离为1.6mm 时、我预计距离为83.65mT、就像 DRV5056工具报告的那样。

但请务必记住、这是到检测元件的距离、我们应考虑传感器在封装内的位置

封装厚度为1.12mm、这意味着我们应该在磁体范围上额外增加0.47mm。在2.07mm 处、预期磁场现在接近52mT。

您能否确认您提供的半径值实际上不是直径？如果我基于更窄直径的磁体重新运行该函数、则1.6mm 处的磁场为28.80mT、这与您共享的结果更一致

如果将 DRV5055A3 (25mV/mT)与83mT 输入一起使用、预计 VQ 会增加2.09V。这大约是4.6V 输出。您还可以再次检查 Vcc 是否为5V 吗？ (灵敏度会因实际电源电压而异)

0 admin 1 年多前

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嘿 Ross、

感谢您在帖子中提供的所有详细信息、包括变体、这使我可以更轻松地查看这些变体。看起来 Scott 击败了我、我会随时发布我的答案、以防它对您有额外帮助。

我怀疑5055与5056之间的输出电压差异可以通过静态失调电压来解释。 DRV5055偏移为 Vcc/2 (在为器件供电时等于2.5V)、DRV5056具有0.6V 的恒定偏移

我使用了我们的原型工具、并同意、对于您的1.25mm x 1.5mm 轴向圆柱体 N35磁体、磁场应该为83.65mT。使用该数字和数据表计算、我找到了预期值：

DRV5055 A3电压 = 2500mV + 83.65mT *(25mV/mT) = 4.575V ( 25°C)
DRV5055 A4 电压 = 2500mV + 83.65mT *(12.5mV/mT)= 3.538V
DRV5056 A4电压 = 600mV + 83.65mT *(25mV/mT) = 2.675V

我已在各自的数据表中链接了该页面以及输出电压计算值、其中包括灵敏度、失调电压和温度。另请参阅每个产品说明书的"霍尔元件位置"部分-在每个传感器(SOT-23封装)中、霍尔感应元件比顶部更靠近封装主体的中心、从而导致距封装顶部偏移~0.3mm。对于 DRV5055 A3示例、这种增加的距离将产生61.9mT 磁场和4.03V 输出电压、而不是原始的83.65mT 和4.58V 输出电压。

这可能与其他机械误差和稍微弱一点的磁体结合在一起可以解释您的3.23V 读数吗？如果是25°C 下的典型 N35磁体、则磁体需要离感应元件大约2.6mm、才能在 DRV5055 A3上输出3.23V

此致、

雅各

0 admin 1 年多前

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Scott 和 Jacob、

感谢您的快速回复！我可以确认、输入电压设置为5V、并且磁体的半径为1.25mm。

不过、我还有几个问题。对于每个传感器、一旦超过了测量范围、我是否会得到5伏的输出读数？例如、如果我在上面描述的磁体接触传感器、磁体的磁通密度将高于传感器的85mT 测量范围、输出将为5V、正确吗？传感器是否会继续读取5V 的电压、直到磁体移动到传感器可以读取85mT 的位置？

谢谢！

Ross Zameroski.

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1120820 points

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Ross、

您能为我检查器件封装上的标记吗？

此外、如果器件输入饱和、则传感器将产生接近5V 电源的输出。器件的线性输出范围

在该范围的任一端、传感器的线性响应与 GND 或 VCC 之间都有0.2V 的裕度。输出也会饱和、无法一直驱动到电源轨、但数据表信息中不确定确切的电压。

谢谢。

Scott

0 admin 1 年多前

TI__Guru**** 1120820 points

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Scott、

我自己没有包装。目前、我相信您的反馈已经解决了我的问题。如果有任何变化、我会联系您。

谢谢！

罗斯

0 admin 1 年多前

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Scott 和 Jacob、

我已经看了好久了,才回到了自己的房间。在获得与我测量的输出电压相匹配的预测输出电压时、我仍然会遇到一些问题。

我现在查看使用 DRV5055 A4传感器收集的数据。我正在使用之前列出的相同 N35磁体(半径为1.25mm、厚度为1.5mm、并且我一直使用的 Br 值为12、300高斯)。传感器为 TO 封装样式(我使用的所有类型均为此样式)。我首先让磁体触摸传感器、读数为4.836伏。因此、这对应于传感器测量到的186.8mT。

我测量了传感器封装的厚度、得到了1.54 mm。根据我确定传感器方向的方法、我认为当磁体接触传感器时、它距离感应元件大约为0.51mm。根据圆盘磁体的磁通估算、在0.51mm 的距离处可以得到289.921mT。当我将其代入 Vout 公式中时、我得到一个6.12V 的输出电压、这会使传感器饱和、使输出为5V、对吧？

我在设置中注意到的一件事是、Vcc 和接地之间没有一个0.01 uF 的电容器、正如规格表中所建议的那样。这是我在设置电路时忽略的一点。这是否可能导致我的结果丢失？或者是否还有其他我可能遗漏的东西？

谢谢！

Ross Zameroski.