霍爾傳感器誤差分析：霍爾傳感器的誤差消除方法，霍爾傳感器在使用中的注意事項(xiàng)
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類(lèi)型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
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霍爾傳感器的誤差
霍爾傳感器以無(wú)觸點(diǎn)，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在電測(cè)、自動(dòng)控制和計(jì)算裝置等方面得到了廣泛應(yīng)用。由于霍爾傳感器產(chǎn)生誤差的原因多，目前雖然采取了各種補(bǔ)償措施，但僅用一種補(bǔ)償電路很難有效地對(duì)各種誤差進(jìn)行補(bǔ)償。為此，本文設(shè)計(jì)了一種電路，不用補(bǔ)償電路就能有效地對(duì)各種誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
主要誤差及產(chǎn)生原因
1．零位誤差
零位誤差是由不等位電勢(shì)所造成的。產(chǎn)生不等位電勢(shì)的主要原因是：2個(gè)霍爾電極沒(méi)有安裝在同一等位面上；材料不均勻造成電阻分布不均勻，控制電極接觸不良，造成電流分布不均勻等。
2．寄生直流電勢(shì)誤差
產(chǎn)生寄生直流電勢(shì)的主要原因是：控制極與霍爾極元件接觸不良，形成非歐姆接觸；2個(gè)霍爾電極大小不對(duì)稱(chēng)，使2個(gè)電極的熱容量不同，散熱狀態(tài)不同，兩極間出現(xiàn)溫差電勢(shì)，使霍爾元件產(chǎn)生溫漂所致。
3．感應(yīng)零位電勢(shì)誤差
霍爾元件在交流或脈動(dòng)磁場(chǎng)中工作時(shí)，即使不加控制電流，由于霍爾極分布不對(duì)稱(chēng)，霍爾端也有一定輸出，其大小正比于磁場(chǎng)的脈動(dòng)頻率、磁感應(yīng)強(qiáng)度的幅值和兩霍爾電極引線構(gòu)成的感應(yīng)面積。
4．自勵(lì)磁場(chǎng)零位電勢(shì)誤差
當(dāng)霍爾元件通以控制電流時(shí)，此電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，稱(chēng)自勵(lì)磁場(chǎng)。當(dāng)電極引線不對(duì)稱(chēng)時(shí)，元件兩邊磁感應(yīng)強(qiáng)度不相等，將有自勵(lì)場(chǎng)的零位電勢(shì)輸出。
5．溫度誤差
目前，為了消除以上誤差，除在工藝上注意外，一般都采用電阻補(bǔ)償電路進(jìn)行補(bǔ)償，但在較精密的測(cè)量中效果仍不理想。
消除各種誤差的方法
所取的電位經(jīng)運(yùn)放A4組成的電壓跟隨器驅(qū)動(dòng)電纜的屏蔽層，這樣就較好地抑制了交流共模電壓的干擾。圖3所示的電路，適用于各種傳感器電路。
霍爾傳感器使用中的注意事項(xiàng)
（1）為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿(mǎn)霍爾傳感器模塊孔徑。
（2）使用中當(dāng)大的直流電流流過(guò)傳感器原邊線圈，且次級(jí)電路沒(méi)有接通電源或副邊開(kāi)路，則其磁路被磁化，而產(chǎn)生剩磁，影響測(cè)量精度（故使用時(shí)要先接通電源和測(cè)量端M），發(fā)生這種情況時(shí)，要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通一同樣等級(jí)大小的交流電流并逐漸減小其值。
（3）在大多數(shù)場(chǎng)合，霍爾傳感器都具有很強(qiáng)的抗外磁場(chǎng)干擾能力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個(gè)兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾是可以忽略的，但當(dāng)有更強(qiáng)的磁場(chǎng)干擾時(shí)，要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)解決。通常方法有：
① 調(diào)整模塊方向，使外磁場(chǎng)對(duì)模塊的影響最小
② 在模塊上加罩一個(gè)抗磁場(chǎng)的金屬屏蔽罩
③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊。
（4）測(cè)量的最佳精度是在額定值下得到的，當(dāng)被測(cè)電流遠(yuǎn)低于額定值時(shí)，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數(shù)。另外，原邊饋線溫度不應(yīng)超過(guò)８０℃。
霍爾傳感器的特點(diǎn)（與普通互感器比較）
1、 霍爾傳感器可以測(cè)量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對(duì)瞬態(tài)峰值的測(cè)量。副邊電流忠實(shí)地反應(yīng)原邊電流的波形。而普通互感器則是無(wú)法與其比擬的，它一般只適用于測(cè)量50Hz正弦波。
2、 原邊電路與副邊電路之間完全電絕緣，絕緣電壓一般為2KV至12KV，特殊要求可達(dá)20KV至50KV。
3、 精度高：在工作溫度區(qū)內(nèi)精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測(cè)量。而普通互感器一般精度為3%至5%且適合50Hz正弦波形。
4、 線性度好：優(yōu)于0.1%
5、 動(dòng)態(tài)性能好：響應(yīng)時(shí)間小于１μs跟蹤速度di/dt高于50A/μs
6、 霍爾傳感器模塊這種優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能為提高現(xiàn)代控制系統(tǒng)的性能提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)。與此相比普通的互感器響應(yīng)時(shí)間為10-12ms，它已不能適應(yīng)工作控制系統(tǒng)發(fā)展的需要。
7、 工作頻帶寬：在0-100kHz頻率范圍內(nèi)精度為１％。在０－５kHz頻率范圍內(nèi)精度為0.5%。
8、 測(cè)量范圍：霍爾傳感器模塊為系統(tǒng)產(chǎn)品，電流測(cè)量可達(dá)50KA，電壓測(cè)量可達(dá)6400V。
9、 過(guò)載能力強(qiáng)：當(dāng)原邊電流超負(fù)荷，模塊達(dá)到飽和，可自動(dòng)保護(hù)，即使過(guò)載電流是額定值的２０倍時(shí)，模塊也不會(huì)損壞。
10、 模塊尺寸小，重量輕，易于安裝，它在系統(tǒng)中不會(huì)帶來(lái)任何損失。
11、 模塊的初級(jí)與次級(jí)之間的“電容”是很弱的，在很多應(yīng)用中，共模電壓的各種影響通常可以忽略，當(dāng)達(dá)到幾千伏/μs的高壓變化時(shí)，模塊有自身屏蔽作用。
12、 模塊的高靈敏度，使之能夠區(qū)分在“高分量”上的弱信號(hào)，例如：在幾百安的直流分量上區(qū)分出幾毫安的交流分量。
13、 可靠性高：失效率：λ=0.43╳10-6/小時(shí)
14、 抗外磁場(chǎng)干擾能力強(qiáng)：在距模塊5-10cm處有一個(gè)兩倍于工作電流（2Ip）的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾而引起的誤差小于0.5%，這對(duì)大多數(shù)應(yīng)用，抗外磁場(chǎng)干擾是足夠的，但對(duì)很強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾要采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>
霍爾傳感器誤差分析：霍爾式傳感器產(chǎn)生溫度誤差的原因有哪些
產(chǎn)生溫度誤差的原因：
1，敏感柵金屬絲電阻本身隨溫度產(chǎn)生變化。
2，試件材料于應(yīng)變絲材料的線膨脹系數(shù)不一，使應(yīng)變絲產(chǎn)生附加形變而造成的電阻變化。
溫度補(bǔ)償方法：
1，電橋補(bǔ)償法。這是一種常用和效果較好的補(bǔ)償法。在被測(cè)試件上安裝一工作應(yīng)變計(jì)。
2，應(yīng)變計(jì)自補(bǔ)償法。自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)是一種特殊的應(yīng)變計(jì)，當(dāng)溫度變化時(shí)產(chǎn)生的附加應(yīng)變?yōu)榱慊蚧ハ嗟窒?br/> 霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器。1879年美國(guó)物理學(xué)家霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，但是由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件，由于他的霍爾效應(yīng)顯著而得到應(yīng)用和發(fā)展。霍爾傳感器是一種當(dāng)交變磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生輸出電壓脈沖的傳感器。脈沖的幅度是由激勵(lì)磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定的。因此，霍爾傳感器不需要外界電源供電。
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器。霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類(lèi)型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。
由霍爾效應(yīng)的原理知，霍爾電勢(shì)的大小取決于：Rh為霍爾常數(shù)，它與半導(dǎo)體材質(zhì)有關(guān)；I為霍爾元件的偏置電流；B為磁場(chǎng)強(qiáng)度；d為半導(dǎo)體材料的厚度。
對(duì)于一個(gè)給定的霍爾器件，當(dāng)偏置電流 I 固定時(shí)，UH將完全取決于被測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度B。
霍爾效應(yīng)
一個(gè)霍爾元件一般有四個(gè)引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流 I 的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構(gòu)成外回路，就會(huì)產(chǎn)生霍爾電流。一般地說(shuō)，偏置電流的設(shè)定通常由外部的基準(zhǔn)電壓源給出；若精度要求高，則基準(zhǔn)電壓源均用恒流源取代。為了達(dá)到高的靈敏度，有的霍爾元件的傳感面上裝有高導(dǎo)磁系數(shù)的坡莫合金；這類(lèi)傳感器的霍爾電勢(shì)較大，但在0.05T左右出現(xiàn)飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。
在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上，將產(chǎn)生電勢(shì)差為UH的霍爾電壓。
工作原理
磁場(chǎng)中有一個(gè)霍爾半導(dǎo)體片，恒定電流I從A到B通過(guò)該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過(guò)霍爾半導(dǎo)體時(shí)向一側(cè)偏移，使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。
霍爾電壓隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化，磁場(chǎng)越強(qiáng)，電壓越高，磁場(chǎng)越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個(gè)毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機(jī)械的方法來(lái)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度。下圖所示的方法是用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪作為控制磁通量的開(kāi)關(guān)，當(dāng)葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時(shí)，磁場(chǎng)偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅(qū)動(dòng)軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點(diǎn)火正時(shí)傳感器。霍爾效應(yīng)傳感器屬于被動(dòng)型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點(diǎn)使它能檢測(cè)轉(zhuǎn)速低的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
半導(dǎo)體本身固有的特性、半導(dǎo)體制造工藝水平、環(huán)境溫度變化、霍爾傳感器的安裝是否合理等，測(cè)量誤差一般表現(xiàn)為零誤差和溫度誤差。
傳感器(英文名稱(chēng):transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
傳感器的特點(diǎn)包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(lèi)。
霍爾傳感器誤差分析：霍爾效應(yīng)誤差原因分析
霍爾效應(yīng)是2113電磁效應(yīng)的一種，這5261一現(xiàn)象是美國(guó)物理學(xué)家霍爾（4102E.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)制1653時(shí)發(fā)現(xiàn)的。[1]當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)半導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng)，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，這個(gè)電勢(shì)差也被稱(chēng)為霍爾電勢(shì)差。霍爾效應(yīng)使用左手定則判斷。
中文名
霍爾效應(yīng)
外文名
Hall
effect
表達(dá)式
Vh=BI/(nqd)
提出者
霍爾
提出時(shí)間
1879年
快速
導(dǎo)航
解釋
本質(zhì)
應(yīng)用
發(fā)展
相關(guān)效應(yīng)
研究前景
發(fā)現(xiàn)
霍爾效應(yīng)[2]
在1879年被物理學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)，它定義了磁場(chǎng)和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，這種效應(yīng)和傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)完全不同。當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的作用力，從而在垂直于導(dǎo)體與磁感線的兩個(gè)方向上產(chǎn)生電勢(shì)差。
雖然這個(gè)效應(yīng)多年前就已經(jīng)被人們知道并理解，但基于霍爾效應(yīng)的傳感器在材料工藝獲得重大進(jìn)展前并不實(shí)用，直到出現(xiàn)了高強(qiáng)度的恒定磁體和工作于小電壓輸出的信號(hào)調(diào)節(jié)電路。根據(jù)設(shè)計(jì)和配置的不同，霍爾效應(yīng)傳感器可以作為開(kāi)/關(guān)傳感器或者線性傳感器，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。
解釋
在半導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場(chǎng)，會(huì)使得半導(dǎo)體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集，在聚集起來(lái)的電子與空穴之間會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力產(chǎn)生平衡之后，不再聚集，此時(shí)電場(chǎng)將會(huì)使后來(lái)的電子和空穴受到電場(chǎng)力的作用而平衡掉磁場(chǎng)對(duì)其產(chǎn)生的洛倫茲力，使得后來(lái)的電子和空穴能順利通過(guò)不會(huì)偏移，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。而產(chǎn)生的內(nèi)建電壓稱(chēng)為霍爾電壓。
方便起見(jiàn)，假設(shè)導(dǎo)體為一個(gè)長(zhǎng)方體，長(zhǎng)度分別為a、b、d，磁場(chǎng)垂直ab平面。電流經(jīng)過(guò)ad，電流I
=
nqv(ad)，n為電荷密度。設(shè)霍爾電壓為VH，導(dǎo)體沿霍爾電壓方向的電場(chǎng)為VH
/
a。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。
洛倫茲力
F=qE+qvB/c(Gauss
單位制)
電荷在橫向受力為零時(shí)不再發(fā)生橫向偏轉(zhuǎn)，結(jié)果電流在磁場(chǎng)作用下在器件的兩個(gè)側(cè)面出現(xiàn)了穩(wěn)定的異號(hào)電荷堆積從而形成橫向霍爾電場(chǎng)
由實(shí)驗(yàn)可測(cè)出
E=
UH/W
定義霍爾電阻為
RH=
UH/I
=EW/jW=
E/j
j
=
q
n
vRH=-vB/c
/(qn
v)=-
B/(qnc)
UH=RH
I=
-B
I
/(q
n
c)
本質(zhì)
固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場(chǎng)，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓。[4]
正交電場(chǎng)和電流強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積之比就是霍爾系數(shù)。平行電場(chǎng)和電流強(qiáng)度之比就是電阻率。大量的研究揭示：參加材料導(dǎo)電過(guò)程的不僅有帶負(fù)電的電子，還有帶正電的空穴。[5]
霍爾傳感器誤差分析：霍爾電流傳感器誤差校正方法與流程
本發(fā)明涉及電流傳感器校正技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種霍爾電流傳感器誤差校正方法。
背景技術(shù)：
霍爾電流傳感器可廣泛應(yīng)用與變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、ups電源、逆變焊機(jī)、電解電鍍、數(shù)控機(jī)床、微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和需要隔離檢測(cè)電流電壓的各個(gè)領(lǐng)域中。霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理，即閉環(huán)原理，當(dāng)原邊電流ip產(chǎn)生的磁通通過(guò)高品質(zhì)磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測(cè)磁通，通過(guò)繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補(bǔ)償電流，用于抵消原邊ip產(chǎn)生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經(jīng)過(guò)特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。其具有測(cè)量范圍廣、響應(yīng)速度快、測(cè)量精度高、線性度好、動(dòng)態(tài)性能好、工作頻帶寬、可靠性高、過(guò)載能力強(qiáng)、測(cè)量范圍大、體積小、重量輕、易于安裝等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)有的霍爾電流傳感器還存在一些不足，當(dāng)其供電電源不穩(wěn)或者環(huán)境溫度變化時(shí)，霍爾電流傳感器輸出的電壓會(huì)存在一定的誤差，從而造成測(cè)量的電流不準(zhǔn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種霍爾電流傳感器誤差校正方法，提高霍爾電流傳感器的輸出精度。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種霍爾電流傳感器誤差校正方法，包括以下步驟：(a)采用高精度直流穩(wěn)壓電源為霍爾傳感器供電，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為霍爾傳感器的額定電壓v1；(b)將霍爾傳感器放入恒溫箱中，采集不同溫度下霍爾傳感器的測(cè)量值v0(t)；(c)將測(cè)量值v0(t)減去霍爾傳感器的零點(diǎn)偏移值v1/2得到新的偏移值offset1，以溫度和偏移值offset1為行和列繪制校正表格；(d)測(cè)量時(shí)，采集當(dāng)前溫度t、實(shí)際工作電壓v2以及霍爾傳感器的實(shí)際測(cè)量值v，根據(jù)溫度t從校正表格中查得偏移值offset1_t，校正后的輸出值等于v+offset1_t+v2/2。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：通過(guò)步驟a、b和c來(lái)獲得校正表格，然后在實(shí)際測(cè)量時(shí)，通過(guò)采集工作溫度t、結(jié)合校正表格就能獲取到偏移值offset1_t，再通過(guò)對(duì)實(shí)際工作電壓的采集，經(jīng)過(guò)校正公式的計(jì)算，就能得到非常準(zhǔn)確的輸出值，減小環(huán)境溫度和工作電壓對(duì)霍爾電流傳感器的輸出值造成的影響，提高檢測(cè)精度，校正后的結(jié)果非常的精確。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
一種霍爾電流傳感器誤差校正方法，包括以下步驟：(a)采用高精度直流穩(wěn)壓電源為霍爾傳感器供電，這樣可以避免電壓波動(dòng)影響溫度標(biāo)定，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為霍爾傳感器的額定電壓v1；(b)將霍爾傳感器放入恒溫箱中，采集不同溫度下霍爾傳感器的測(cè)量值v0(t)，這里采集的是很多對(duì)數(shù)據(jù)，每對(duì)數(shù)據(jù)包括溫度以及該溫度對(duì)應(yīng)的測(cè)量值v0(t)；(c)將測(cè)量值v0(t)減去霍爾傳感器的零點(diǎn)偏移值v1/2得到新的偏移值offset1，同樣地，offset1也是和溫度一一對(duì)應(yīng)的，以溫度和偏移值offset1為行和列繪制校正表格，這個(gè)表格可以寫(xiě)到程序或電路中，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)查表校正功能；(d)測(cè)量時(shí)，采集當(dāng)前溫度t、實(shí)際工作電壓v2以及霍爾傳感器的實(shí)際測(cè)量值v，根據(jù)溫度t從校正表格中查得偏移值offset1_t，當(dāng)前采集到的霍爾電源電壓為v2，則其偏移值offset2為v2/2，這樣總的偏移值offset為offset1_t+offset2，校正后的輸出值等于實(shí)際測(cè)量值v加上總的偏移值，即輸出值等于v+offset1_t+v2/2。通過(guò)步驟a、b和c來(lái)獲得校正表格，然后在實(shí)際測(cè)量時(shí)，通過(guò)采集工作溫度t、結(jié)合校正表格就能獲取到偏移值offset1_t，再通過(guò)對(duì)實(shí)際工作電壓的采集，經(jīng)過(guò)校正公式的計(jì)算，就能得到非常準(zhǔn)確的輸出值，減小環(huán)境溫度和工作電壓對(duì)霍爾電流傳感器的輸出值造成的影響，提高檢測(cè)精度，校正后的結(jié)果非常的精確。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的步驟b包括以下步驟：(b1)將霍爾傳感器放入恒溫箱中，設(shè)置恒溫箱的溫度為下限閾值t_min；(b2)待溫度穩(wěn)定后，記錄當(dāng)前溫度時(shí)霍爾傳感器的測(cè)量值v0(t)；(b3)提高恒溫箱的溫度，每隔設(shè)定的溫度δt時(shí)對(duì)當(dāng)前溫度進(jìn)行判斷，若當(dāng)前溫度未超過(guò)上限閾值t_max，返回步驟b2，若當(dāng)前溫度超過(guò)上限閾值t_max，執(zhí)行步驟c。簡(jiǎn)單的說(shuō)，步驟b1-b3就是在恒溫箱中的溫度分別為t_min、t_min+δt、t_min+2δt、…、t_max這些溫度時(shí)，測(cè)量霍爾傳感器的測(cè)量值v0(t)。理論上來(lái)說(shuō)，采樣點(diǎn)越多，校正的越準(zhǔn)確，但同時(shí)，采樣點(diǎn)多也會(huì)帶來(lái)更多的采樣數(shù)據(jù)和更慢的處理速度，所以一般選擇合適的溫度下限、溫度上限、溫度間隔即可。本實(shí)施例中優(yōu)選地，所述的下限閾值t_min＝-20℃，t_max＝80℃，溫度間隔δt＝5℃。也即，在-20℃、-15℃、-10℃、…、75℃、80℃的時(shí)候分別測(cè)量霍爾傳感器的測(cè)量值v0(t)。
本發(fā)明采用根據(jù)霍爾電源變化進(jìn)行零點(diǎn)偏移在線校正，采用基于溫度變化離線標(biāo)定出霍爾偏移并制作溫度與偏移的表格，在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行查表在線校正。通過(guò)這兩方面的校正使得計(jì)算出的電流具有更高的精度，有效解決了采樣電流受電源變化和溫度變化的影響。
技術(shù)特征：
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明特別涉及一種霍爾電流傳感器誤差校正方法，包括以下步驟：(A)采用高精度直流穩(wěn)壓電源為霍爾傳感器供電；(B)將霍爾傳感器放入恒溫箱中，采集不同溫度下霍爾傳感器的測(cè)量值；(C)將測(cè)量值減去霍爾傳感器的零點(diǎn)偏移值得到新的偏移值Offset1，以溫度和偏移值Offset1為行和列繪制校正表格；(D)測(cè)量時(shí)，采集溫度T、工作電壓V2以及實(shí)際測(cè)量值V，根據(jù)校正表格校正后輸出。通過(guò)對(duì)實(shí)際工作電壓的采集，經(jīng)過(guò)校正公式的計(jì)算，就能得到非常準(zhǔn)確的輸出值，減小環(huán)境溫度和工作電壓對(duì)霍爾電流傳感器的輸出值造成的影響，提高檢測(cè)精度，校正后的結(jié)果非常的精確。
技術(shù)研發(fā)人員：王曉文;賈雷;宋波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都雅駿汽車(chē)制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2018.05.22
技術(shù)公布日：2018.09.25
