高灵敏度霍尔元件

编码器是指通过检测出进行旋转运动或直线运动的物体的位置变化量、将位置信息以电信号的形式输出的装置。

旋转 (检测旋转) 编码器称为旋转编码器, 而线性 (检测线性位移) 编码器称为线性编码器。 

编码器常用于工业机器人关节，工厂生产用器械等需要精密的动作/位置控制的设备。

 磁性编码器通过霍尔元件检测出安装在检测对象上的磁铁的运动状况。

下图展示了磁性旋转编码器 (检测旋转角度的编码器) 的检测原理

磁性编码器主要由圆形 (圆柱形或圆环形) 径向磁铁和两个霍尔元件构成。 

如图2a所示，在360度旋转的磁铁下方，相隔90度的位置上设置了两个霍尔元件。

磁铁旋转时，霍尔元件会产生如图2b所示的sin波和cos波的输出电压。

磁铁的旋转角度θ可利用tanθ＝sinθ/cosθ的算式，通过两个霍尔元件的输出电压来计算出反正切值 (此计算包含除法计算，还可消除磁铁和传感器的温度特性的影响) 。

尽管光学式编码器是典型的检测旋转角度用旋转编码器，然而磁性编码器相对光学式而言，更不受油污等附着物的影响，具有较高的耐环境性。

在高精度检测短距离 (1/1000的精度检测1mm以下距离) 的情况下，1个霍尔元件就可以检测出来，因此使用温度特性更为良好的GaAs霍尔元件来确保高精度 (如图6a) 。

然而，在测量更长距离 (1/1000的精度检测1mm～3mm距离) 时，通过使用多个霍尔元件并利用上述差÷和的计算，可以延长检测距离。这个演算方式还可以消除温度特性的影响，所以使用比GaAs霍尔元件具有更佳的S/N比的InAs霍尔元件时，能获得更高的精度 (如图6b) 。