3 轴向磁体方法

评估了径向方法后，现在我们考虑轴向磁体与换挡杆支点间隔一定径向距离的方法。轴向磁体在旋转过霍尔传感器（比如图 1-1 中所示的方法）时的一般 B 场曲线如图 3-1 所示。根据此类磁场行为，我们可以预期，取 Bz 和 Bx 的反正切将产生类似于图 3-2 的线性输出。为了获得更好的结果，必须对其中一个场值进行缩放，使每个曲线的全局最大值在处理之前相同。

图 3-1 B 场行为

图 3-2 ZX 角度

凭借对上述行为的直觉，可以进行初步的设计尝试。与轴向方法类似，可以沿着器件的 z 轴对轴向磁体进行初始迎面扫描，以确定相对于器件的垂直偏移是否存在任何限制。本示例涉及一个铁氧体、C11 级、9.52mm 直径、3.18mm 厚的磁体，当以器件为中心时，沿 z 轴的典型 4mm 偏移足够强，既不会使 TMAG5170 输出饱和，也不会提供与噪声无法区分开来的磁场。因此，下一步是确定相对于换挡杆支点的径向偏移的灵活性。图 3-4 和图 3-5 展示了从支点径向分隔开磁体和器件时的磁场 Bz 和 Bx 磁场特性。这些图表明，随着径向距离的增加，曲线行为的变化似乎更快。建议在器件慢慢渐近接近 0mT 之前在该区域内运行。因此，增加径向偏移会减小换档杆旋转的可测量范围。

图 3-3 径向扫描测试中的轴向磁体运动

图 3-4 每个径向偏移的 Bz 与旋转角度间的关系

图 3-5 每个径向偏移的 Bx 与旋转角度间的关系

这些图（特别是图 3-5）表明，对于 40mm 径向偏移，可以实现大约 15° 的范围。这是与起始位置的夹角，如图 3-3 所示。由于对称性，这对应于 ±15°，即 30° 的总距离。接下来的传感器比较是从该径向间距约束进行的。