回転角度により高い分解能を必要とするシステムでは、単一の 3D ホール・センサを使用して磁石の角度を検出できます。これは 1 つのデバイスしか必要としないため、センサは磁石の真上に配置するのが最適で、回転はセンサの Z 軸でのみ発生します。

センサと磁石は完全に位置を揃えているため、磁石の回転中は磁界の X 成分と Y 成分のみが変化します。

#GUID-F4199457-687B-4551-8BA8-B2F73122F055 に示すように、磁石の角度を判定するのに必要な磁界軸は 2 つのみであり、3 番目の軸は改ざん検出を実装したり、デバイスのステータスに関する追加情報を収集したりするのに使用できます。磁石の角度を決定するには、MCU を使用してデータを処理します。ただし、TMAG5273 や TMAG5170 などのデバイスには、角度をレジスタ値として報告する CORDIC アルゴリズムが内蔵されているため、MCU による追加計算は不要です。磁石とセンサの配列にシフトまたはオフセットがある場合、磁界の Z 軸が変化します。磁石が回転軸と位置を合わせていても、センサと位置を合わせていない場合、Z 軸の正弦波パターンが変化し始めます。

Z 軸の磁界がこのように変化しているということは、磁石は軸を中心に回転しているが、センサとは位置を合わせていないことを示しています。別のオフセットとして、磁石が回転軸上からずれることもあります。この場合、センサが回転軸に沿っていれば、Z 軸の磁界は一定になります。

これら 2 種類のオフセットから予想される結果を把握しておくと、磁界の Z 軸を使用してシステムを予測に基づいてメンテナンスできます。製品の使用中にこれらのオフセットが現れる場合は、何かがずれたことを意味しており、位置を設定し直す必要がある可能性があります。Z 軸のオフセットを使用して、システムに外部磁石が印加されているかどうかを判断することもできます。この場合、磁界の X 軸および Y 軸に予測されるデータにも影響が及ぶ可能性があります。

多くの場合、この実装用の磁石は、センター・シャフトまたはモーターに直接配置することはできません。この場合、ギアを使用して磁石の回転をオフセットし、デッドボルト位置に対する磁石の角度分解能を変更できます。磁石をセンター・シャフトよりも速く回転させるギア比を使用すると、デッドボルトの動きに対してより大きな角度変動が発生します。これを利用すると、必要に応じてデッドボルトの位置に対する分解能を高めることができます。#GUID-464EA0C3-978E-46BA-A47E-33BB64500462 にこの例を示します。

この例では、リニア・ホール・センサの真上にある磁石を回転させるオフセット・ギアと、より大きなギアの外縁に沿って移動する磁石を使用しています。小さい方の磁石はアーク・パス上を移動するので、これを前述のスイッチ実装で使用できます。これは、このアプリケーションでこれらの磁石を実装するための 1 つの方法にすぎません。磁石は主要な検討事項であるため、アプリケーションに合わせて機械的な動き方を変更または調整できます。