霍爾傳感器的溫度補償

霍爾傳感器的溫度補償（用恒電壓源搭建電路）08電子信息工程（2）120081003222林明星摘要：霍爾元件的用途，隨著技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用越來越廣泛，在測量交流電流和直流電流、磁感應(yīng)強度B、微型開關(guān)、霍爾磁頭、壓力、轉(zhuǎn)速、位移和位置等方面都有著廣泛的應(yīng)用。但是它存在兩項主要誤差:一是不等位電勢，另一是溫度誤差。減小溫度誤差常采用恒流源溫度補償法或采用電壓源的溫度補償法，其補償效果相當(dāng)良好。本文討論用怛壓源進行溫度補償。正文：一般半導(dǎo)體材料的電阻率、遷移率和載流子濃度等都隨溫度而變化?；魻栐砂雽?dǎo)體材料制成，因此它的性能參數(shù)如輸入和輸出電阻、霍爾常數(shù)等也隨溫度而變化，致使霍爾電勢變化，產(chǎn)生溫度誤差。為了減小溫度誤差，除選用溫度系數(shù)較小的材料如神化銦外,還可以采用適當(dāng)?shù)难a償電路。下面討論用恒壓源泉進行溫度誤差的補償方法。為了減小霍爾元件的溫度誤差，除選用溫度系數(shù)小的元件或采用恒溫措施外，由°H=H 可看出；穩(wěn)定輸入電流'是個有較措施，可以使霍爾電勢穩(wěn)定。但也只能是減小由于輸入電阻隨溫度變化所引起的激勵電流的變化的影響。kH霍爾元件的靈敏系數(shù)H也是溫度的函數(shù)，它隨溫度變化將引起霍爾電勢的變化?；魻栐撵`敏度與溫度的關(guān)系可寫成心0[1+心式中：kH0 溫度T0時的^H值；AT=T-T0――溫度變化量；霍爾電勢溫度系數(shù)。

大多數(shù)霍爾元件的溫度系數(shù)是正值，它們的霍爾電勢隨溫度升高而增加aAT。但如果同時讓激勵電流相應(yīng)地減小，并能保持^H^H乘積不變，也就抵消了靈敏系數(shù)增加的影響。圖1就是按此電路設(shè)計的一個既簡單，補償效果又較好的補償電路。電路中Us為恒壓源,分壓電阻Rp與霍爾元件的激勵電極相串聯(lián)。當(dāng)霍爾元件的輸入電阻隨溫度升高而增加時，電阻Rp也隨溫度升高而增加，減小了霍爾元件的激勵電流1H,從而達(dá)到補償?shù)哪康摹?/p>

在圖1所示的溫度補償電路中，高初始溫度為To,霍爾元件輸入電阻為Rio,靈敏系數(shù)為Kho,分流電阻為Rpo,根據(jù)分壓概念得IH0（Rio+Rpo）=US當(dāng)溫度升至T時，電路中各參數(shù)變?yōu)镽=R0[1+6^T]Rp=Rpo[1邛AT]式中：3 霍爾元件輸入電阻溫度系數(shù)8 分流電阻溫度系數(shù)因而IHRpo["AT]+|Hr/AT]=Us溫度升高了AT，為使霍爾電勢不變，補償電路必須滿足升前、后的霍你電溫度升高了勢不變,勢不變,即4。=UH,則有Kho1KhoIhoB=Kh有Kho1H0=KhIH(1)Rpo=(a—a)/(a—8)當(dāng)霍爾元件選定后，它的輸入電阻ri0溫度系數(shù)a及霍爾電勢溫度系數(shù)a是確定值。(1)由式⑴即可計算出分壓電阻Rp。及所需的溫度系數(shù)。值。為了滿足Rpo及。兩個條件。分壓電阻可取溫度系數(shù)不