Как насчет такого РУС

[fred kaa]

Линейные датчики Холла, расположенны перпендикулярно друг к дуга, один над другим.
Что получилось видно из рисунка. Единственный неприятный момент, то что нижний датчик дает только половину сигнала.
Как с этим бороться, есть несколько соображений:
- поставить операционный усилитель, с коэффициентом усиления около 2,
- установить вниз более чувствительный датчик.
Может у кого есть другие предложения?

Расположи датчики не друг над другом, а в одной плоскости, это тоже должно помочь, как и перечисленные тобой два варианта. Думаю, что просто не хватает "здоровья" у магнита на второй датчик - датчик дальше, поле слабже.
Я собирал макет подобной схемы, работало очень хорошо, но я собирал "плоскостной" датчик(на датчиках ss49*, для них схема Сокола не нужна), типа оптическая мышь на холлах и в моём варианте вращающиеся оси джоя, как таковые, вообще не нужны.

В твоём случае будет гораздо проще поставить датчики на оси, хотя и интересно что у тебя получится в итоге.

А сам механизм, по сути "киборг Ева Голд", только выполнено более миниатюрно и в металле, насколько я понял.