角度测量与安装
气隙 / Air gap
磁铁工作面到芯片感应面之间的距离
是什么
气隙是磁铁工作面到芯片感应面的距离。它决定芯片处的磁通密度:永磁体的场随距离衰减很快,气隙增大会同时压低信号幅值与信噪比,因此它是角度精度、开关可靠动作与线性输出不失真的共同前提。
核算气隙要把封装厚度、感应面在封装内的深度、PCB 与外壳的装配公差一起计入,而不是只量磁铁到外壳的距离。
怎么定气隙
从芯片规格给出的磁场检测范围反推,并按两端最坏情况核算:
场强下限:最大气隙 + 最高工作温度 + 磁体批次下限,芯片处的场仍不低于规格下限。钕铁硼剩磁温度系数约为 -0.1 %/℃ 量级,高温下场强会明显下降。
场强上限:最小气隙 + 最低工作温度,场强不超过规格上限,线性器件不削顶。
气隙过小也有代价:磁场空间分布不均匀程度增大,对偏心更敏感,装配碰撞风险也更高。
不同原理对气隙的敏感度
按幅值工作的器件(线性霍尔、开关阈值)直接受气隙影响;只测磁场方向的角度器件(例如工作在饱和区的磁阻器件)在场强足够时对气隙变化更宽容。但场强一旦跌出规格范围,这个优势就不存在了。
要点提示
工作在饱和区的磁阻类器件只跟随磁场方向,对气隙变化的容忍度高于按幅值工作的线性霍尔;但气隙过大、跌出规格给定的磁场检测范围之后,这一优势同样不成立。
常见误区
每条标题是常听到的说法,下方是工程上的实际情况。
01
气隙越小越好
场强可能超过规格上限,线性器件会削顶;磁场不均匀性与装配风险也随之增加。气隙应落在规格范围的中段并留出公差余量。
02
量到外壳表面就是气隙
芯片感应面在封装内部还有一段深度,PCB、焊料与支架也有厚度公差,都要算进去。
03
只测方向的器件完全不在乎气隙
场强低于器件最小工作磁场后,角度误差会快速增大,不是线性地「差一点」。
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正文涉及的原理与指标,在这些产品系列上用得到。
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