這些變量反過來關乎系統(tǒng)級的設計選擇，比如磁體尺寸、磁體布置(同軸或偏軸)、磁體材料和機械公差。因此要求角度傳感器IC具有一定的靈活性，能夠適應這些潛在的誤差源，不致增加系統(tǒng)級設計的復雜性和成本。即使最好的磁性角度傳感器IC也好不過它檢測的磁場性能。

磁性角度測量系統(tǒng)有兩個主要的誤差來源：

●與傳感器IC有關的誤差：內在固有的非線性，參數(shù)化溫度漂移和噪聲。

●與磁性輸入有關的誤差：場強變化和場強的非線性。

角度誤差是指磁體的實際位置與角度傳感器IC測量得到的磁體位置之偏差。這種測量是通過讀取角度傳感器IC的輸出并與高分辨率編碼器相比較完成的。

對一次完整旋轉“合計后的”角度誤差被定義為角度精度誤差，它是根據(jù)下列公式進行計算的：

角度精度誤差=(Emax–Emin)/2

換句話說，它是與理想直線之間的偏差幅度，范圍在0°和360°之間。

當在設計中使用磁體時，在整個旋轉范圍內的磁性輸入可能不是均勻的：它具有固有誤差。這些磁性輸入誤差將導致系統(tǒng)中的測量誤差，并且在考慮具有較高內在磁性誤差的側軸或偏軸設計時這點將變得特別重要，如圖1所示。

如果來自磁性輸入的誤差貢獻值占主導地位，那么即使經(jīng)過最精確校準的角度傳感器IC也會產(chǎn)生不精確的結果。在大多數(shù)情況下，即使同軸磁性設計也會發(fā)生相對較大的錯位問題，這此問題通常發(fā)生在生產(chǎn)線中的用戶模塊裝配期間。這些磁性誤差源是不可避免的，而且減小這些誤差通常不可能做到，就是即使能夠減小一點其代價也非常高。

至于與角度傳感器IC有關的誤差，制造商在向客戶交付產(chǎn)品之前都會對非線性和參數(shù)化溫度漂移進行優(yōu)化，而噪聲性能則可以針對客戶應用利用片上濾波功能進行優(yōu)化。

先進的線性化

本文介紹了一種角度傳感器IC(Allegro公司的A1332)。這款傳感器通過使用先進的線性化技術在客戶的末端制造位置補償這些誤差來解決這個問題。具體地講，它展示了與磁性輸入相關的±20°以上的誤差如何能夠通過線性化降低至±0.3°：大約改進了65倍。

這種線性化可以根據(jù)角度傳感器IC周圍的目標磁體的單次旋轉數(shù)據(jù)完成。從這種旋轉讀取的角度數(shù)據(jù)用于產(chǎn)生線性化系數(shù)，然后被存儲進片上的EEPROM，最終為這個磁性系統(tǒng)優(yōu)化這個特定的角度傳感器IC。

在A1332角度傳感器IC中用了兩種不同的線性化技術：分段式線性化和諧波線性化。

這兩種技術都可以通過使用Allegro公司提供的軟件計算系數(shù)并編程片載EEPROM來實現(xiàn)。

●分段式線性化是一種可編程的功能，允許調整角度傳感器IC的傳輸特性，以便在施加的磁場矢量角度中的線性變化可以被角度傳感器IC輸出為對應的線性角度增量。這種線性化是對從角度傳感器IC周圍的磁體一次旋轉收集到的數(shù)據(jù)執(zhí)行的。

對兩種技術的比較測試表明，雖然分段式線性化技術可以實現(xiàn)更短的處理時間，但在校正正弦誤差項方面的能力很有限。在這方面，諧波線性化技術能夠做的更好。另外，諧波線性化方法的靈活性——特別是改變所用校正諧波數(shù)量的能力——允許用戶在運算時間和誤差性能之間取得最佳平衡。測試表明，在應用了線性化技術后，±20°的角度誤差可以減小到±0.3°之內。

分段式線性化

圖2顯示了用分段線性化和不用分段線性化技術時的角度傳感器的角度輸出。為了獲得這些結果，必須創(chuàng)建初始的線性化系數(shù)值。用戶可以在從0到360°的完整旋轉范圍內以1/16的間隔獲得15個角度樣本。然后應用分段式線性化算法。圖3顯示了在使用分段線性化技術前后通過減去參考編碼器值后獲得的角度誤差，而圖4是在應用分段式線性化技術后放大查看的角度誤差情況。