磁篡改检测

外部磁场可能会影响某些系统中的磁敏元件。示例应用可能包括电表、燃气表、门窗传感器、无绳电动工具和电子智能锁。为了处理外部磁场篡改系统的问题，可以使用霍尔位置传感器在外部磁场超出预定义限制时向系统发出警报。该限值的选择应确保霍尔位置传感器在外部磁场强到足以显著影响系统运行之前检测到外部磁场。

为了检测磁体北极或南极的强磁场，通常使用全极霍尔位置传感器。全极传感器将检测与磁体两极相关的限值。此外，可以使用三个跨三个方向排列的一维霍尔传感器或一个三维霍尔传感器来检测所有三个维度上的强磁体。如果只需要检测永磁体，则通常使用霍尔开关，通过霍尔开关的 B_OP 规格设置磁性限值。但是，如果还必须检测交流磁场，则可以改用线性霍尔传感器。如果系统由电池供电，则占空比模式运行也很常见，在该模式下，霍尔位置传感器在主动测量模式和低功耗睡眠模式之间交替，以降低平均电流消耗。

例如，在电表中，强磁体会使任何电流互感器电流传感器或电源变压器瘫痪。因此，人们通常在电表上放置强磁铁来窃电。干扰性磁体可以是如图 2-1 所示的圆柱体磁体，甚至是条形磁体。为了抵消磁篡改，仪表制造商通常使用霍尔位置传感器来检测外部磁场是否超出预定义的限值。在某些情况下，作为预防措施，电表会通过向客户过度充电来处理检测到的磁篡改问题。

图 2-1 电表中的磁篡改

外壳篡改检测

某些应用实现了其他应用无法实现的安全外壳或壳体。示例应用包括电表、燃气表、电子销售终端 (EPOS)、机顶盒 (STB)、ATM 和企业服务器。对于这些类型的应用，通常必须检测诸如打开外壳或壳体之类的入侵尝试。

实现这种外壳篡改检测特性的一种方法是，在外壳上放置一个圆柱体磁体，并将霍尔开关直接放置在该磁体下方，如图 3-1 所示。当外壳闭合时，霍尔位置传感器检测到磁通密度超出霍尔开关的 B_OP。当外壳打开时，磁体将随外壳一起移动，从而远离霍尔传感器。

图 3-1 外壳篡改检测实现

随着与磁体和传感器距离的增加，检测到的磁通密度会降低。最终，磁体到传感器的距离将达到一个距离阈值，使检测到的磁通密度降至低于磁通密度限值，这将触发霍尔位置传感器的输出状态发生变化，并向系统发出外壳打开的警报。对于此类检测方案，磁通密度限值由霍尔开关的 B_RP 规格设置。选择霍尔位置传感器时，应使其 B_RP 等于磁体到传感器的距离为所需距离阈值时产生的磁通密度。还需要考虑一些因素，以确保外壳闭合时的磁通密度远低于磁通密度限值，以防止误动作。

图 3-2 显示了 B_OP、B_RP 和用于检测外壳打开的限值阈值之间的关系。在该图中，检测到的磁通密度在外壳打开之前是恒定的。

图 3-2 用于外壳篡改检测的磁通密度