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用于燃油电平传感的霍尔传感器

燃料水平传感器使用霍尔效应传感器ic - Allegro微系统雷竞技竞猜下载

作者Shashank Wekhande和Ranjit Farakate，
Avantgarde Solutions PVT。有限公司，
Allegro MicroS雷竞技竞猜下载ystems, LLC的顾问

摘要

基于霍尔的燃油液位传感器集成电路是为汽车应用提供高可靠性和精确的燃油液位传感而开发的。雷竞技最新网址线性和角度传感器芯片在基于线圈和数字簇指示器中的应用在本应用笔记中被提出。雷竞技最新网址

介绍

所有汽车中使用燃油电平传感器（FL）以指示燃料水平。各种方法用于测量燃料水平，例如电阻膜，离散电阻，电容和超声波。基于电阻的传感器最常用于此应用。这些传感器机械地连接到浮子，该浮点数根据燃料水平向上或向下移动。随着浮动移动，传感器的电阻变化。该传感器是燃料表显示电路的电流平衡电路的一部分，其通常由用于致动显示针的线圈组成。随着燃料传感器的电阻改变，针的位置与在线圈中流动的电流成比例。图1中示出了一种基于电阻的杂物。

基于电阻接触的传感器的缺点是由于传感器元件内部的滑动接触而导致传感器的磨损。磨损导致传感器寿命的减少。

本文介绍了使用基于霍尔的传感器IC的方法进行FLS应用的非接触式感测。雷竞技最新网址

非接触式Hall-Sensor-Based FLS的

霍尔传感器IC通常感测通过IC的磁场。对于燃料感测应用，必须安装直径磁体，使得其旋转运动与浮动运动成比例。此外，传感器还需要安装在磁铁附近。与其他非接触式传感器技术相比，这更简单地采用改装。可以密封磁铁以保护其免于燃料内的降解。即使燃料被污染，传感操作也不会受到影响。

用于FLS的霍尔传感器IC选项

Allegro为FLS应用提供了各种选项，以满足精度，线性，输出接口和成本。雷竞技最新网址

线性采用霍尔传感器
线性霍尔效应传感器集成电路的输出信号与绝对磁场成正比。IC输出电压随磁场的变化而变化。

PWM输出:PWM输出提供了更好的抗噪声等优点。这些类型的传感器适用于基于跨线圈的簇。
模拟电压:在数字集群中，通常用一个微控制器与LCD和传感器输出接口。来自传感器的模拟输入电压给微控制器的ADC输入。这些集成电路工作在3.3 V或5 V电源和比率的电源。

两点编程提供了补偿磁铁和气隙变化。Allegro还提供多点编程，以适应非均匀坦克几何。

角度厅传感器
角度传感器是基于测量磁场的绝对角度。这消除了由于磁铁和气隙变化的误差。
1. PWM输出:PWM输出ic具有更好的抗噪性和直接连接到汽车电池等优点。
2. 模拟电压:IC提供与角度成比例的模拟输出电压。

表1:传感器提供的Allegro微系统的燃料传感用途雷竞技竞猜下载

传感器	输出	技术	可编程性	精度	成本
A1356	PWM.	线性霍尔	灵敏度+ QVO偏移	更好的	低的
A1377	模拟电压	线性霍尔	灵敏度+ QVO偏移	更好的	媒介
A1330	模拟+ PWM	角厅（CVH）	增益+短行程+零偏移+钳位+平均+旋转	最好的	低的
A1338	PWM.	角厅（CVH）	零偏移+平均+旋转	最好的	高

油箱建筑

油箱的结构因车型而异。一些有规则几何形状的坦克产生了一个线性的体积和浮动角度。对于这样的坦克，只有两点规划就足够了。图2显示了一个均匀油箱及其特性的例子。

然而，大多数燃料箱在体积和浮角方面是不均匀的。一个典型的非均匀坦克及其特性如图3所示。对于这种类型的坦克，多点
输出信号的线性化需要在集成电路中进行编程。

用于基于线圈的簇的模拟液体线性PWM霍尔传感器

这是低成本应用中最常用的FSU。雷竞技最新网址交叉线圈的布置如图4所示。线圈的一侧通过电池直接连接，另一侧通过串联传感器连接到电池。当两个线圈的电流相同时，线圈复位到正常位置。当传感器电流变化时，针会从正常位置偏转。这种安排可以取消电池电压的变化。由于热效应，传感器电流与针角不是线性的。

的A1356 IC.提供系统级比率（输出，根据电源电压调整）输出解决方案，具有最小的组件。A1356采用内部反向电池保护。该IC提供两点磁场编程，可调节偏移和灵敏度。这允许4至18V补偿磁体，线圈和制造空气隙公差。

基于A1356的FSU的应用电路如图5所示。

R2和C2的RC滤波器将A1356的PWM输出转换为比例模拟电压。MOSFET Q1将此电压转换为适合驱动线圈的电流输出。

磁体的选择对这个应用不是很关键。钕铁硼或铁氧体磁体适用于这种应用。为了更好的重复性，应该使用更紧公差的磁铁。

用于本申请的磁体是图7中所示的直径类型的磁体（圆形），其装配在浮子的枢轴上，传感器放置在磁体表面上，磁体表面具有2毫米的气隙，如图6所示。磁铁取向和线性霍尔传感器定位如图8所示。

实验结果

图9显示了线性线圈电流相对于浮角。线圈电流随着电源电压的变化而变化，由于自热效应而内在地是非线性的。

基于单片机集群的数字FLS线性模拟霍尔效应传感器

的A1377是一个可编程的线性霍尔效应传感器，提供模拟输出电压成比例的磁场。A1377提供4.5和5.5 V输入电压之间的比率输出。使用接口ADC使用的集群中的5v电源为A1377供电。基于线性模拟halleeffect传感器的数字FLS如图10所示。

A1377提供两点磁场编程来调整偏移量和灵敏度。这允许用户补偿磁铁，线圈，和制造气隙公差。

实验结果

图11示出了相对于浮动角度的线性输出电压。输出电压是线性的超过50度的浮法角位移。

图12显示了A1377线性传感器和磁铁放置在燃料传感器组件。

基于单片机的数字FLS的角度霍尔传感器

线性传感器会由于气隙或磁体漂移而产生误差。线性角度传感器也适用于高达60度的角位移。角度传感器提供宽的角位移测量，输出电压不依赖于气隙和绝对磁场。A1330是一款360°角度传感器IC，基于磁圆垂直霍尔(CVH)技术提供非接触式角度位置。基于角度霍尔传感器的数字FLS如图13所示。这个应用程序使用直径磁铁。

可编程参数包括零偏移，以提供灵活的磁铁放置和短角位移全动态范围。

实验结果

A1330具有浮动角度的输出电压如图14所示，具有6mm×3mm直径磁体。结果显示线性输出电压超过75度的位移，其与气隙无关。

图15显示了A1330角度传感器IC和磁铁放置在燃料传感器组件。

对于电池操作的FLS，使用非比例版本的A1330，并在燃料传感器组件提供本地LDO。

A1330的PWM输出版本可以用于数字FLS，以获得更好的抗噪性。

表2:各种可编程霍尔传感器选项的比较

传感器	应用	优点	缺点
A1356线性传感器 (PWM)	线圈为基础模拟FLS的	更好的抗噪性，电池电压的比例输出，偏移和灵敏度编程补偿磁铁和气隙制造过程中的公差。	磁铁方向至关重要在组装。输出误差与磁场漂移。
A1377线性传感器（模拟）	数字FLS的	偏移和灵敏度编程补偿磁铁和气隙制造过程中的公差。	磁铁方向至关重要在汇编过程中，输出错误磁场漂移。需要5 V. 供应。
A1330角度传感器 (模拟+比率计)	数字FLS的	输出电压与气隙和绝对磁场无关，柔性磁铁放置，短角位移为充分动态范围，SMD包装。	需要5 V群集。
A1330角度传感器（模拟+非比率计)	模拟FLS的	输出电压与气隙和绝对磁场无关，柔性磁铁放置，短角位移为充分动态范围，SMD包装。	需要LDO为5v电源。
A1330角度传感器 (PWM)	数字FLS的	输出电压与气隙和绝对磁场无关。柔性磁铁放置，短角位移为充分动态范围，更好的抗噪性，SMD封装。	需要5v电源从集群或我愿意。

结论

基于霍尔的燃油液位传感为汽车应用提供可靠的非接触式燃油测量。雷竞技最新网址Allegro提供广泛的霍尔传感器适用于不同的FLS系统。所有传感器都使用简单的直径磁铁，并提供编程来实现线性输出信号，即使是不对称的油箱形状。

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