霍爾傳感器項目交流報告

1、 目目 錄錄12 前期工作前期工作測試與結(jié)論13 存在的問題4 后續(xù)工作2022-3-20前期工作前期工作2前期工作重點前期工作重點一一.國外霍爾表概述國外霍爾表概述七七.新型霍爾傳感器芯片特性新型霍爾傳感器芯片特性三三.國外霍爾表樣機芯片測試國外霍爾表樣機芯片測試二二.國外霍爾表樣機測試國外霍爾表樣機測試四四.國外霍爾表磁路設(shè)計國外霍爾表磁路設(shè)計五五.市面上霍爾傳感器選型市面上霍爾傳感器選型六六.霍爾傳感器磁路設(shè)計霍爾傳感器磁路設(shè)計2022-3-20 一.國外Hall傳感器電能表概覽Landis+Gyr Domestic3前期工作前期工作2022-3-20Landis+Gyr E4504前期

2、工作前期工作2022-3-20SIEMENS TD-35115前期工作前期工作2022-3-20國外霍爾電能表主要性能參數(shù)國外霍爾電能表主要性能參數(shù)電能表型號電壓(V)電流(A)等級Landis+Gyr Domestic3*230/4005(80)2級（有功）級（有功）Landis+Gyr E4503*230/4005(100)1級（有功）級（有功）2級（無功）級（無功）SIEMENS TD-35113*230/4005(60)2級（有功）級（有功）6前期工作前期工作2022-3-20 二.國外霍爾電能表樣機測試由于條件所限只對SIEMENS TD-3511樣表及霍爾芯片進行了測試，SIEME

3、NS TD-3511合相誤差為-0.26%0.31%，A相誤差為-0.31%0.3%，B相誤差為-0.47% 0.38%，C相誤差為-0.47%0.07%。可見SIEMENS TD-3511具有很好的線性度。7前期工作前期工作 表內(nèi)表內(nèi)hall傳感器芯片分析傳感器芯片分析電能表引腳ADC計量Landis+Gyr Domestic 14(電壓分壓回路接入到芯片中)(表上無計量芯片，且主芯片MCU HB/38024不具備計量運算能力；)Landis+Gyr E450 14SIEMENS TD-3511 4 三.國外霍爾電能表樣機芯片測試8前期工作前期工作2022-3-20TEMP.LINEPLIN

4、ENSVOB1SVOB2SYMoffset %VV%mV測試環(huán)境溫度S極線性度N極線性度S極作用輸出電壓1（加磁200GS）N極作用輸出電壓1（加磁200GS）對稱度失調(diào)電壓-40100.146699.79342.77872.20910.9965-6.1-2099.7969100.18382.77892.21140.9983-5.5099.8612100.29242.77872.21270.9972-3.025100.2552100.3252.77632.21730.9986-3.05099.6122100.22362.77712.21690.9986-2.67598.375398.78962

5、.77222.22141.0015-2.69 SIEMENS TD-3511霍爾芯片測試結(jié)果如下表所示：霍爾芯片測試結(jié)果如下表所示：前期工作前期工作10從上圖可得，西門子霍爾傳感器從上圖可得，西門子霍爾傳感器S極從極從-4075的溫漂為的溫漂為1.8799%，N極從極從-4075的溫漂為的溫漂為1.5354%。在。在75時霍爾傳感器線性度最差（時霍爾傳感器線性度最差（S極極-1.6247%，N極極-1.2104%）。并依圖中所示，）。并依圖中所示，S極和極和N極線性度隨溫度極線性度隨溫度變化的曲線走勢很相似，可知變化的曲線走勢很相似，可知S極和極和N極具有很好的對稱性。極具有很好的對稱性。前期

6、工作前期工作11 西門子霍爾芯片動態(tài)范圍測試：西門子霍爾芯片動態(tài)范圍測試： 磁場強度磁場強度（GSGS）S S極作用輸出極作用輸出電壓（電壓（V V）S S極靈敏度極靈敏度（mV/GS)mV/GS)S S極靈敏度誤極靈敏度誤差差(%)(%)N N極作用輸出極作用輸出電壓（電壓（V V）N N極靈敏度極靈敏度（mV/GS)mV/GS)N N極靈敏度誤差極靈敏度誤差(%)(%)0 02.5005 2.5005 2.5005 2.5005 1 12.5020 2.5020 1.5000 1.5000 -9.1-9.12.4990 2.4990 -1.5000 -1.5000 +5.8+5.85 52

7、.5060 2.5060 1.1000 1.1000 -20-202.4932 2.4932 -1.4600 -1.4600 +3.0+3.010102.5118 2.5118 1.1300 1.1300 -17.8-17.82.4860 2.4860 -1.4500 -1.4500 +2.3+2.31001002.6380 2.6380 1.3750 1.3750 0 02.3587 2.3587 -1.4180 -1.4180 0 03003002.9221 2.9221 1.4053 1.4053 +2.2+2.22.0889 2.0889 -1.3720 -1.3720 -3.2-3.

8、25005003.2103 3.2103 1.4196 1.4196 +3.2+3.21.7992 1.7992 -1.4026 -1.4026 -1.1-1.17007003.4788 3.4788 1.3976 1.3976 +1.6+1.61.5219 1.5219 -1.3980 -1.3980 -1.4 -1.4 9009003.7575 3.7575 1.3967 1.3967 +1.6+1.61.2442 1.2442 -1.3959 -1.3959 -1.6-1.6110011004.0370 4.0370 1.3968 1.3968 +1.6+1.60.9618 0.9618

9、 -1.3988 -1.3988 -1.4-1.4130013004.3180 4.3180 1.3981 1.3981 +1.7+1.70.6860 0.6860 -1.3958 -1.3958 -1.6-1.6150015004.6030 4.6030 1.4017 1.4017 +1.9+1.90.4060 0.4060 -1.3963 -1.3963 -1.5-1.5170017004.8820 4.8820 1.4009 1.4009 +1.9+1.90.1645 0.1645 -1.3741 -1.3741 -3.1-3.1前期工作前期工作 從上表可以看出SIEMENS TD-35

10、11霍爾芯片S極在010GS磁場條件下測試結(jié)果并不是很理想，其靈敏度誤差達到了9%以上并且在5GS時達到了20%；而在磁場強度大于10GS時，芯片具有較好的線性度，靈敏度誤差小于3.2%；而N極在1GS1700GS條件下均具有很好的線性度，最大靈敏度誤差為5.8%。此測試結(jié)果顯示此霍爾芯片僅僅在磁場為7001500GS范圍可以滿足2級表的線性度要求。然而要實現(xiàn)5（60）A的檢測范圍是不可能做到的，因此分析有可能是設(shè)計者通過磁路設(shè)計或者軟件補償?shù)姆椒▉韺崿F(xiàn)寬范圍內(nèi)的電流檢測；霍爾可能是因為測試時是將霍爾芯片和聚磁環(huán)分離測試的，因此有可能影響到了它的性能，因此而使動態(tài)范圍不能達到；或者是由于此次芯

11、片測試是交由第三方測試的，因此也不能排除誤差是人為引起的。2022-3-2012國外霍爾電能表芯片測試國外霍爾電能表芯片測試2022-3-20四、國外樣表磁路設(shè)計四、國外樣表磁路設(shè)計1 1、西門子電表（、西門子電表（SIEMENS TD-3511SIEMENS TD-3511）磁路設(shè)計）磁路設(shè)計 SIEMENS TD-3511 SIEMENS TD-3511磁路設(shè)計為框型聚磁環(huán)并且在中間位置有上下凸起，巧妙的使用框形聚磁環(huán)將進出電磁路設(shè)計為框型聚磁環(huán)并且在中間位置有上下凸起，巧妙的使用框形聚磁環(huán)將進出電流產(chǎn)生的磁場聚集到了霍爾芯片上，具有很好的聚磁效果，但是由于工藝復(fù)雜成本較高。具體結(jié)構(gòu)如下圖

12、流產(chǎn)生的磁場聚集到了霍爾芯片上，具有很好的聚磁效果，但是由于工藝復(fù)雜成本較高。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：所示：13前期工作前期工作2022-3-202 .蘭吉爾電表（蘭吉爾電表（Landis+Gyr Domestic）磁路設(shè)計磁路設(shè)計Landis+Gyr Domestic磁路采用磁路采用C型聚磁環(huán)對霍爾芯片進行聚磁，工藝簡單，安裝方便，成本相對較低。型聚磁環(huán)對霍爾芯片進行聚磁，工藝簡單，安裝方便，成本相對較低。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：14前期工作前期工作2022-3-203 .蘭吉爾電表（蘭吉爾電表（Landis+Gyr E450 ）磁路設(shè)計磁路設(shè)計Landis+Gyr E450磁路

13、設(shè)計結(jié)構(gòu)為將霍爾芯片嵌入到一個卡槽中，卡槽起到聚磁作用，并且在霍爾芯片磁路設(shè)計結(jié)構(gòu)為將霍爾芯片嵌入到一個卡槽中，卡槽起到聚磁作用，并且在霍爾芯片的表面有一塊金屬片起到對芯片的保護作用?？梢哉f的表面有一塊金屬片起到對芯片的保護作用?？梢哉fLandis+Gyr E450是是Landis+Gyr Domestic磁路設(shè)磁路設(shè)計的升級，結(jié)構(gòu)更加巧妙。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：計的升級，結(jié)構(gòu)更加巧妙。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：15前期工作前期工作16五、市面上的霍爾芯片五、市面上的霍爾芯片 5.1 A1326線性度漂移線性度漂移前期工作前期工作175.2 A1326溫度特性曲線溫度特性曲線 市面上霍爾芯片分析市面上

14、霍爾芯片分析185 5.3 .3 市面典型芯片特性市面典型芯片特性 供應(yīng)商傳感器參數(shù) 燦瑞orient半導(dǎo)體公司(OCH1900)英飛凌infineon半導(dǎo)體公司(TLE4997)Allegro半導(dǎo)體公司 （A1326）Allegro半導(dǎo)體公司 （A1363）SIEMENS TD-3511 用霍爾傳感器（燦瑞測）工作電壓（4.5-64.5-5.53-5.54.5-5.53-5.5線性度5%0.6%1.5%0.5%1.63%溫漂1000ppm/1000ppm/300ppm/2%1.88%靈敏度1.4300mv/mT2.5mv/G1.5/3.2/6.8/14.51.4mv/G失調(diào)電壓4mV/-3.

15、5mV (VPP)6.3mV (VPP)-工作溫度)-40-125-40-125-40-150-40-150-40-75測量范圍-1400-1400G-200G-200G0.22G-940G0.2-336.9G-1700G-1700G價格（美元）0.130.1-注：溫漂為各芯片在整個溫度范圍內(nèi)的溫度漂移誤差。表格中所選芯片型號均為各供應(yīng)商結(jié)合要求推薦的芯片。對于線性霍爾傳感器，如要求檢測0.05A60A電流，需要霍爾傳感器達到1:1200的動態(tài)檢測范圍，而目前市面上的線性霍爾傳感器無法達到此動態(tài)范圍；并且線性霍爾芯片的線性度以及溫漂都不太理想。因此使用線性霍爾無法滿足電能表計量要求。市面上霍爾

16、芯片分析市面上霍爾芯片分析2022-3-20六、霍爾傳感器磁路設(shè)計六、霍爾傳感器磁路設(shè)計 如上圖所示，在檢測過程中由于電流產(chǎn)生的磁場強度比較小，傳統(tǒng)式霍爾傳感器在使用中必須和聚磁環(huán)配合使用。6.1 傳統(tǒng)霍爾傳感器磁路設(shè)計傳統(tǒng)霍爾傳感器磁路設(shè)計19前期工作前期工作206.2 采用采用DRV411進行閉環(huán)設(shè)計消除失調(diào)電壓及漂移進行閉環(huán)設(shè)計消除失調(diào)電壓及漂移通過采用DRV411可以將霍爾傳感器失調(diào)電壓降至uV級，但是聚磁環(huán)模塊設(shè)計較復(fù)雜。前期工作前期工作216.3 電流式霍爾傳感器工作示意圖（電流式霍爾傳感器工作示意圖（ACS770）測量電流時由于電流是從芯片引腳流入，不需要加聚磁設(shè)計，但是其本身抗

17、磁干擾能力不是很好，因此需要進行抗磁干擾磁路設(shè)計，如上圖右所示。前期工作前期工作2022-3-206.4 平面式（平面式（IMC）霍爾傳感器）霍爾傳感器 平面式霍爾傳感器工作示意圖平面式霍爾傳感器工作示意圖22前期工作前期工作2022-3-20七、七、 新型霍爾傳感器芯片特性新型霍爾傳感器芯片特性 供應(yīng)商傳感器參數(shù) 英飛凌infineon半導(dǎo)體公司(TLI4970)Allegro半導(dǎo)體公司 （ACS709)Allegro半導(dǎo)體公司 （ACS770)邁來芯MelexisMLX91208工作電壓（V)3.1-3.53-5.54.5-5.54.5-5.5線性度1%0.75%1%0.5%溫漂1%3%4

18、8ppm/100ppm/靈敏度12.5(mA/LSB)28mV/A20mV/A50-100、100-700mv/mT失調(diào)電壓/電流20mA25mV10mV10mV工作溫度()-40-85-40-150-40-150-40-150測量范圍-50A-50A-37.5A-37.5A-200A-200A-200G-200G過流保護-價格（美元）10.81.5123前期工作前期工作247.1 ACS770線性度曲線線性度曲線 前期工作前期工作257.2 ACS770溫度特性曲線溫度特性曲線 前期工作前期工作2022-3-207.3 MLX91208線性度曲線圖線性度曲線圖 由上圖可知在100A范圍內(nèi)非線

19、性度小于0.4%。 新型霍爾傳感器分析新型霍爾傳感器分析262022-3-207.4 MLX91208溫度特性曲線圖溫度特性曲線圖 失調(diào)電壓漂移曲線由圖可知91208的失調(diào)電壓在-40-120溫度范圍內(nèi)為0.2%VDD。 前期工作前期工作272022-3-207.5 靈敏度漂移曲線靈敏度漂移曲線由上圖可知91208溫度漂移150ppm/。 前期工作前期工作282022-3-207.6 雙量程雙量程5-60A線性度曲線線性度曲線 前期工作前期工作292022-3-20 前期工作前期工作7.7 ACS770芯片屏蔽罩材料及其抗外磁干擾能力芯片屏蔽罩材料及其抗外磁干擾能力如上表中所示，采用雙邊20m

20、il厚的HYMu制作屏蔽罩具有最好的抗磁干擾能力。 電流式霍爾傳感器由于靈敏度不可調(diào)并且具有較高的失調(diào)電壓導(dǎo)致檢測動態(tài)范圍較小，因此無法滿足電能表電流計量的要求。ACS770霍爾芯片，當(dāng)電流檢測范圍為60A時，靈敏度為20mV/A，失調(diào)電壓為10mV，然而0.05A對應(yīng)輸出為1mV,小于10mV，因此使用此霍爾傳感器無法實現(xiàn)5（60）A的電能檢測。30 目目 錄錄12 前期工作測試與結(jié)論測試與結(jié)論313 存在的問題4 后續(xù)工作2022-3-20 測試與結(jié)論測試與結(jié)論測試對象：測試對象：為了獲得所需要的動態(tài)范圍，采用如右圖所示的大、小量程兩塊霍爾傳感器芯片MLX91208，系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。2

21、022-3-20霍爾傳感器測試項目霍爾傳感器測試項目線性度測試線性度測試重復(fù)性測試重復(fù)性測試溫度漂移測試溫度漂移測試失調(diào)電壓溫度漂移失調(diào)電壓溫度漂移 靈敏度溫度漂移靈敏度溫度漂移穩(wěn)定性測試穩(wěn)定性測試33測試方法：臺體加不同的電流，記錄電表測得的電流值；測試方法：臺體加不同的電流，通過傳感器自帶的編程器，觀察記錄傳感器輸出的電壓值，計算電壓中心值，得到中心偏移和誤差；測試方法：臺體加不同的電流，通過6位半數(shù)字萬用表觀察記錄加到計量芯片的端口電壓，計算端口電壓的相對誤差；測試方法：以5為間隔，調(diào)節(jié)溫箱溫度從-40到70進行溫度循環(huán)，在1A和30A情況下，分別記錄電表測量的電流值。 測試與結(jié)論測試與

22、結(jié)論2022-3-20 W1大量程來測臺體電流臺體電流電表電流電表電流相對誤差相對誤差(%)0000.05480-40.1980-20.151470-20.21970-1.50.32970-10.43960-10.54960-0.80.65970-0.50.87980-0.2519990-0.11.21200001.414020+0.141.616090+0.561.818130+0.72220220+1.12.222290+1.322.424340+1.422.626390+1.52.828470+1.68330520+1.733.232560+1.753.434610+1.793.6366

23、50+1.813.838690+1.82440710+1.854.242720+1.714.444720+1.644.646690+1.54.848580+1.21550310+0.62從表中可以看出，小量程霍爾傳感器相對誤差由負(fù)負(fù)值逐漸增大到0變成正正值；可采用分段校表；但是在正值和負(fù)值段的誤差一致性又不是很好，特別是0.05-1A段。34小量程線性度測試小量程線性度測試 測試與結(jié)論測試與結(jié)論2022-3-20臺體電流臺體電流電表電流電表電流誤差中心值誤差中心值相對誤差相對誤差(%)0550-12610549870-49930-10-0.205.251870-51910-11-0.215.4

24、53840-53910-12.5-0.235.655840-55920-12-0.215.857830-57890-14-0.24659820-59890-14.5-0.246.261820-61880-15-0.246.463860-63880-13-0.206.665800-65870-16.5-0.256.867790-67840-18.5-0.27769780-69850-18.5-0.267.271780-71830-19.5-0.277.473760-73840-20-0.277.675770-75830-20-0.267.877790-77810-20-0.26879780-79

25、810-20.5-0.268.281600-81640-38-0.468.483620-83670-35.5-0.428.887630-87670-35-0.40989610-89660-36.5-0.419.291620-91670-35.5-0.399.493620-93670-35.5-0.389.695600-95670-36.5-0.389.897600-97660-37-0.381099610-99670-36-0.3612119490-119540-48.5-0.4014139360-139400-62-0.4416159240-159290-73.5-0.4618179130-

26、179180-84.5-0.4720199030-199080-94.5-0.4722218990-219060-97.5-0.4424239130-239180-84.5-0.3526259180-259230-79.5-0.3128279210-279280-75.5-0.2730299260-299320-71-0.2432319230-319280-74.5-0.2334339230-339280-74.5-0.2236359150-359220-81.5-0.2338379050-379120-91.5-0.2440398860-398910-111.5-0.2842418560-4

27、18630-140.5-0.3344438140-438230-181.5-0.4146457540-457630-241.5-0.5348476610-476720-333.5-0.6950495130-495230-482-0.9652512240-512340-771-1.4854528090-528160-1187.5-2.2056542950-543070-1699-3.0358557120-557300-2279-3.9360570910-571020-2903.5-4.8435 測試與結(jié)論測試與結(jié)論大量程線性度測試大量程線性度測試2022-3-20從上表可以看出，大量程霍爾傳感器

28、5-8A,8-26A，26A-42A區(qū)間內(nèi)的誤差一致性良好，但是在42-60范圍內(nèi)的誤差一致性很差，有沒有可能通過校正傳感器的方式，優(yōu)化測試電流范圍的頭尾的誤差一致性，即4260A，0.051.2A。線性度測試結(jié)論線性度測試結(jié)論:整個區(qū)間0-60A，至少要分成6段來校；小量程05A范圍內(nèi)的誤差正負(fù)兩段，即0.05-1.2A,1.2-5A;大量程起碼要分為四個區(qū)間，5-8A,8A-26A,26A-42A，42-60A；但是小量程的0.051.2A,大量程的4260A范圍內(nèi)雖然誤差的符號一致符號一致， 但是數(shù)值差別數(shù)值差別較大。36 測試與結(jié)論測試與結(jié)論371、重復(fù)性測試、重復(fù)性測試 當(dāng)霍爾芯片重

29、復(fù)上電時，輸出電壓中心點存在偏移，此即霍爾傳感器重復(fù)性，又為重復(fù)性誤差。1.1 小量程霍爾傳感器重復(fù)性測試小量程霍爾傳感器重復(fù)性測試注：電壓中心值VC=（Vmax+Vmin)/2;中心偏移VC=VC2-VC1；誤差=VC/VC1。（標(biāo)表紅部分輸出電壓與后續(xù)P26溫度-電流表格中某一溫度點的1mA電流變化對應(yīng)）電流電壓測試值一(V)電壓中心值一(V)電壓測試值二(V)電壓中心值二(V)中心偏移VC(mV)誤差（）0.052.51452.51852.51652.51402.51852.5162-0.30.120.52.63102.63602.63352.62752.63302.6302-3.31.

30、312.76252.76752.7652.75452.75952.757-82.923.02603.03103.02853.01003.01553.0127-15.85.233.28953.29603.29273.26853.27403.2712-21.56.543.55503.56103.5583.53103.53803.5345-23.56.653.82103.82603.82353.80153.80703.8042-19.35.064.07854.08374.08114.05754.06254.0600-21.15.2 測試與結(jié)論測試與結(jié)論2022-3-20 1.2 大量程霍爾傳感器重復(fù)

31、性測試大量程霍爾傳感器重復(fù)性測試注： 電壓中心值VC=（Vmax+Vmin)/2; 中心偏移VC1=VC1-VC0; 中心偏移VC2=VC2-VC0； 誤差1=VC1/VC0;2=VC2/VC0。電流（A）電壓測試值一(V)電壓中心值一(V)電壓測試值二(V)電壓中心值二(V)中心偏移VC1(mV)誤差1（）電壓測試值三(V)電壓中心值三(V)中心偏移VC2(mV)誤差2（）52.61652.62202.6192.61852.62352.62120.762.61402.61902.618-10.38152.88002.88502.88252.88352.88802.8863.51.22.877

32、02.88152.882500253.14603.15103.14853.14603.15053.148-0.50.163.13953.14553.14-8.52.7353.41153.41753.41453.41203.41753.4150.50.153.41203.41653.414-0.50.15453.67653.68253.67953.67953.68503.6822.50.683.67903.68453.6811.50.41553.94003.94553.94273.94553.95103.9474.31.13.94403.94903.94653.80.96654.20354.20

33、954.20654.21054.21604.2136.51.54.20854.21304.213.50.83754.47054.47554.4734.47304.47854.47520.454.47054.47654.47300854.73904.74454.74174.72954.73554.733-8.71.84.72954.73504.732-9.72.038 測試與結(jié)論測試與結(jié)論391.3 小量程霍爾傳感器小量程霍爾傳感器Demo板重復(fù)性測試板重復(fù)性測試注：V0、V1和V2分別為霍爾傳感器三次重新上電后測得電壓值，重復(fù)性誤差1=(V1-V0)/V0,2=(V2-V0)/V0。檢測電流測

34、量電壓V0(V)測量電壓V1(V)誤差1（）測量電壓V2(V)誤差2（）02.5062.5091.22.511.60.052.52252.52350.42.5240.60.12.53652.53850.82.53820.70.52.6522.6530.42.65250.212.79652.796-0.22.796-0.223.0883.0855-0.83.086-0.633.3793.3755-1.03.376-0.943.673.669-0.33.669-0.353.9613.96250.43.9630.564.2534.25450.44.2581.274.5544.552-0.44.551

35、5-0.5 測試與結(jié)論測試與結(jié)論2022-3-201.4 大量程霍爾傳感器大量程霍爾傳感器Demo板重復(fù)性測試：板重復(fù)性測試：檢測電流測量電壓(V)測量電壓(V)誤差1測量電壓(V)誤差202.4952.494-0.42.494-0.452.3862.3870.42.3870.4102.282.28050.22.280202.06552.065502.0660.2301.85151.8520.31.85150401.6371.6365-0.31.6370501.42151.421501.421-0.4601.20651.206501.20650700.9910.99100.9910注：V0、V

36、1和V2分別為霍爾傳感器三次重新上電后測得電壓值，重復(fù)性誤差1=(V1-V0)/V0,2=(V2-V0)/V0。結(jié)論：結(jié)論：1.3、1.4與1.1、1.2檢測結(jié)果存在較大差異，是由于它們的屏蔽罩屏蔽罩更加規(guī)則。40 測試與結(jié)論測試與結(jié)論412、霍爾傳感器重復(fù)性結(jié)論及芯片設(shè)計要求霍爾傳感器重復(fù)性結(jié)論及芯片設(shè)計要求 由于開環(huán)霍爾傳感器每次重新上電時，檢測電壓中心點發(fā)生偏移，使得霍爾傳感器存在重復(fù)性誤差，從而使得每次上電后需要對電能表重新校表。若要使霍爾芯片符合1級電能表計量要求，應(yīng)該使芯片的重復(fù)性誤重復(fù)性誤差差控制在500ppm500ppm以內(nèi)。 測試與結(jié)論測試與結(jié)論421 1、穩(wěn)定性測試穩(wěn)定性測

37、試 霍爾傳感器的穩(wěn)定性指的是在溫度、檢測電流和其它外界條件不變的情況下霍爾芯片輸出存在波動性不規(guī)則變化，其輸出結(jié)果不穩(wěn)定，直接影響了霍爾傳感器的檢測精度。 測試與結(jié)論測試與結(jié)論431.1 大量程霍爾傳感器穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù)如下：大量程霍爾傳感器穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù)如下： 電流（電流（A）測量電壓（測量電壓（V）絕對誤差（絕對誤差（mV）相對誤差（相對誤差（）60.1668140.1671060.2920.87100.2779330.2781620.2290.41200.5560390.5564410.4020.36300.8352950.8357890.4940.29401.114751.115140.

38、390.17501.394031.394480.450.16如上表所示，大量程霍爾傳感器在如上表所示，大量程霍爾傳感器在6A50A范圍內(nèi)，隨著測試電流的減范圍內(nèi)，隨著測試電流的減小相對誤差逐漸增大，誤差最大可以達到小相對誤差逐漸增大，誤差最大可以達到1.74。 測試與結(jié)論測試與結(jié)論2022-3-201.2 小量程霍爾傳感器穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù)如下：小量程霍爾傳感器穩(wěn)定性測試數(shù)據(jù)如下：電流（電流（A）測量電壓（測量電壓（V）絕對誤差（絕對誤差（mV）相對誤差（相對誤差（）0.050.01519730.01534850.15124.90.20.05545510.05558000.12491.10.60.

39、1677560.167.9740.2180.6510.2815030.2818010.2980.5120.5718580.5722630.4080.3530.8684410.8690070.4530.2541.162671.163120.4500.1951.459701.460260.5600.1961.750001.750750.750.21如上表所示，小量程霍爾傳感器在如上表所示，小量程霍爾傳感器在0.05A6A范圍內(nèi)，隨著測試電流的減小相對誤差范圍內(nèi)，隨著測試電流的減小相對誤差逐漸增大，誤差最大為逐漸增大，誤差最大為9.8。44 測試與結(jié)論測試與結(jié)論2022-3-202 2、霍爾傳感器穩(wěn)

40、定性結(jié)論及芯片設(shè)計要求霍爾傳感器穩(wěn)定性結(jié)論及芯片設(shè)計要求 由于開環(huán)霍爾傳感器存在失調(diào)電壓，從而使得霍爾傳感器輸出存在不穩(wěn)定性波動。如果失調(diào)電壓過大，將會使得失調(diào)電壓/有效電壓的比值降低，影響其電流檢測精度，并且會使霍爾傳感器電流檢測動態(tài)范圍變小。若要使霍爾芯片符合1級電能表計量要求，應(yīng)該使霍爾芯片的失調(diào)電壓差控制在10mv以內(nèi)。45 測試與結(jié)論測試與結(jié)論2022-3-20-400.969/0.970-2.828-2.7030.972-2.633-2.583-350.970-2.683-2.7020.973/0.974-2.489-2.433-300.971/0.972-2.611-2.3690

41、.975-2.369-2.318-250.975/0.976-2.242-2.1970.978/0.979-2.056-1.985-200.978-1.973-1.9550.981-1.770-1.742-150.98-1.815-1.7810.983-1.621-1.577-100.982-1.691-1.6610.985-1.470-1.444-50.984-1.528-1.5000.987-1.315-1.29300.985/0.986-1.365-1.3440.988-1.172-1.15450.986/0.987-1.268-1.2460.99-1.051-0.971100.988-

42、1.150-1.1030.992/0.993-0.759-0.691150.993/0.994-0.589-0.5550.997-0.295-0.286200.995/0.996-0.444-0.3860.998/0.999-0.235-0.160250.997/0.998/0.999-0.236-0.0810.999/1/1.001-0.0440.048301.000/1.0010.0860.1001.001/1.0020.0940.120351.0030.3250.3631.002/1.0030.1680.258401.007/1.0080.7110.8021.0011.0040.1360

43、.369451.009/1.0100.9671.0650.9921.003-0.6470.260501.015/1.0161.5551.6690.9891.002-1.1250.140551.0181.0201.9282.0420.9851.000-1.530-0.049601.0221.0252.2442.5290.9780.997-2.205-0.312651.0231.0262.3242.6200.9670.991-3.288-0.942701.0271.0332.8603.3800.9550.985-4.510-1.58346 測試與結(jié)論測試與結(jié)論- -溫漂溫漂2022-3-201A,

44、功率因素1.0時: 2號表號表溫度-電流曲線圖 2號表號表溫度-功率誤差曲線圖47 測試與結(jié)論測試與結(jié)論- -溫漂溫漂2022-3-201A,功率因素1.0時: 3號表號表溫度-電流曲線圖 3號表號表溫度-功率誤差曲線圖48 測試與結(jié)論測試與結(jié)論- -溫漂溫漂2022-3-20溫漂結(jié)論：溫漂結(jié)論： 從上兩頁的溫度-電流，溫度-功率曲線來看，功率因素1.0時，霍爾傳感器的電流精度直接決定了功率誤差； 功率因素0.5L時，溫度可能對電流的相位產(chǎn)生影響，可能要進行角差補償。 從溫度-電流測試數(shù)據(jù)表格來看，40以上溫度值時，發(fā)生了零點漂移，隨著溫度的升高，同時也發(fā)生了靈敏度溫度漂移。49 測試與結(jié)論測

45、試與結(jié)論- -溫漂溫漂 目目 錄錄12 前期工作測試與結(jié)論503 存在的問題存在的問題4 后續(xù)工作2022-3-20存在的問題存在的問題1.在50mA60A范圍內(nèi)，傳感器的線性度線性度不好，不利于校表；2.在25校表到電流I=1A,重復(fù)上電后運行電流為0.999A，重復(fù)性重復(fù)性不好；3. 加1A電流，外界條件不變情況下，由于失調(diào)電壓的影響產(chǎn)生1mA電流波動，穩(wěn)定性穩(wěn)定性不好；4. 50以后，電流和功率波動較大，如70時補償前電流0.9480.975A，功率波動為207.8214.4，靈靈敏度敏度與零點零點都產(chǎn)生了溫度漂移；5.表2電流隨著溫度的升高而一直變大，但表3的電流隨著溫度的升高先變大又變小。這種現(xiàn)象是溫度溫度特性特性不規(guī)則，還是屏蔽罩屏蔽罩的影響，有待進一步驗證；6.溫度對電流相位的影響有待驗證，即是否需要補償角差角差；總結(jié)總結(jié)：最核心的問題在于失調(diào)電壓