2 径向磁体方法

我们首先考虑在换挡杆支点处采用径向磁体轴的方法。对于磁体居中于旋转轴上时磁体下方的中心点（如图 2-2 所示），磁通密度（B 场）类似于图 2-1。通过获取这些磁场的反正切值，我们可以得到与杠杆位置直接相关的值的线性斜率，如图 2-1 中的角度所示。假设我们可以灵活地放置器件，我们可以扫描 z 轴上传感器与磁体的偏移量，如图 2-3 中所示，以确定器件距离磁体太近或太远的范围。在忽略器件或磁体所占空间的情况下，如果 B 场在 360° 磁体旋转期间使传感器饱和超过两个奇异角度值，那么器件就太近了。当超过两个奇异角度值在 360° 磁体旋转过程中低于器件本底噪声时，器件距离磁体太远。图 2-3 显示，对于距磁体原点在 -8mm 到 -2.5mm 范围内的任何 z 偏移，直径为 12.7mm、厚度为 3.175mm 的 N42 磁体不会超出 TMAG5170 的感应范围。

图 2-1 磁场行为

图 2-2 传感器 Z 偏移扫描图

图 2-3 最大 Bx 或 By 场与传感器 Z 偏移间的关系

在进行特定设计之前需要测量的其他值得注意的指标包括：当器件的 xy 平面与理想位置偏移时，磁体直径和厚度对误差的影响（如图 2-4 和图 2-5 中捕获的数据）。无论装配在制造中可以预期的公差是多少，都适合用于此分析。本文假设偏移量为 ±1.5mm。在图 2-4 中，传感器 z 偏移固定为 7.5mm。在图 2-5 中，直径固定为 12mm，调整传感器 z 偏移，使空气间隙保持恒定。空气间隙是磁体表面与传感器平面之间的距离。

图 2-4 直径扫描

图 2-5 厚度扫描

图 2-4 表明，更小的直径对相同偏移下的误差不太宽容。根据大量未显示的仿真数据，偏移小于磁体直径长度的 10% 通常看似可提供小于 1° 的误差。至于磁体厚度，图 2-5 表明在不同厚度下只能观察到角度误差的轻微变化。

图 2-4 和图 2-5 基于来自单个传感器的测量值。对于汽车应用，通常希望具有冗余以满足安全要求。由于冗余需要多个器件，并且多个器件实际上无法占用相同的空间，因此至少有一个（如果不是两个）传感器会测量与上方单独传感器不同的磁场。此外，由于存在机械制造和装配公差，传感器测量之间的差异可能会增加。相对于理想行为的偏差以及传感器之间的差异取决于传感器的相对位置。两种常见的传感器放置方式是并排和堆叠，如图 2-6 所示。TMAG5170D-Q1 采用堆叠芯片排列，这些芯片通常按 0.123mm 间距垂直分隔开。对于并排芯片，按大约 1mm 间距水平分隔开并不少见。

图 2-6 双芯片放置