傳感器在系統(tǒng)中擔(dān)任著采集信息的重要任務(wù),傳感器的正確度和可靠性的高低,將決定系統(tǒng)的成敗,而誤差的大小是決定正確度和可靠性的首要原因。
霍爾傳感器以無觸點(diǎn),體積小,結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),在電測、自動控制和計(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所造成的。產(chǎn)生不等位電勢的主要原因是:2個(gè)霍爾電極沒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.寄生直流電勢誤差
產(chǎn)生寄生直流電勢的主要原因是:控制極與霍爾極元件接觸不良,形成非歐姆接觸;2個(gè)霍爾電極大小不對稱,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,使霍爾元件產(chǎn)生溫漂所致。
3.感應(yīng)零位電勢誤差
霍爾元件在交流或脈動磁場中工作時(shí),即使不加控制電流,由于霍爾極分布不對稱,霍爾端也有一定輸出,其大小正比于磁場的脈動頻率、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.自勵磁場零位電勢誤差
當(dāng)霍爾元件通以控制電流時(shí),此電流也會產(chǎn)生磁場,稱自勵磁場。當(dāng)電極引線不對稱時(shí),元件兩邊磁感應(yīng)強(qiáng)度不相等,將有自勵場的零位電勢輸出。
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。