CN1032610C - 线性霍尔电路 - Google Patents
线性霍尔电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1032610C CN1032610C CN92109150.8A CN92109150A CN1032610C CN 1032610 C CN1032610 C CN 1032610C CN 92109150 A CN92109150 A CN 92109150A CN 1032610 C CN1032610 C CN 1032610C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hall
- circuit
- current
- hall device
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/07—Hall effect devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
由一个霍尔器件和偏置电路构成的霍尔电路,具有一个电流注入电路,向霍尔器件的两个偏置电极反馈霍尔电流,使霍尔器件的输出电极处于某一个参考电位。以此参考电位为输出零点的一个电流-电压转换电路将霍尔器件的输出霍尔电流转换成为输出电压。
Description
本发明属于磁敏电路,即用于测量磁场的电路。
最近关于霍尔电路技术的一项新进展是发现了霍尔器件的电流模式。例如专利文献EP0357013发明的电路采用了从霍尔器件的一个霍尔电极注入电流的方法,如图1所示。该注入电流与霍尔电流相等,并转换为电路的输出电压。从而实现磁场的测量。但是,由于霍尔电流的存在,霍尔器件两个偏置电极的电流将是不相等的,并且将随外加磁场变化,从而导致霍尔电流与磁场关系的非线性。此外,图1的电路还有一个缺点,其输出电压的零点是霍尔器件内阻与偏置电阻对电源电压的分压值。因而霍尔器件内阻值的离散或温度漂移将引起输出零点偏差。最近中国专利文献90106846.2-5提出的对称偏置技术保证了霍尔器件的两个偏置电极的电流之和不随磁场变化。从而保证了霍尔电流与磁场的线性关系。并且电路的输出零点是电源电压的中点电位,与霍尔器件内阻无关,因而比较稳定。但是此零点是浮动零点。在采用正负双电源供电的场合,电源电压的变化将引起相应的输出零点漂移。
本发明的目的在于使霍尔电路的输出具有一个稳定的参考零点,例如”地”电位,同时保证霍尔电流与磁场的良好线性关系。本发明的基本电路方案如图2所示。
图2的电路原理如下:霍尔器件15的两个偏置电极15a、15c与电流源I1(11)、I2(21)分别连接;它的两个霍尔电极15b、15d与运放OA1(17)、OA2(25)的反相输入端分别连接。运放OA1与OA2的同相输入端接至参考“地”(27)。OA1的输出端通过电阻R1、R2分别反馈连接至霍尔器件的偏置电极15a、15c。这样,当外加磁场使霍尔器件产生霍尔电流Ih时,运放OA1的输出将通过电阻R1、R2向霍尔器件的偏置电极15a、15c注入反馈电流Ih1、Ih2,以保证霍尔电极15b处于地电位。下面用图3来进一步说明图2电路对磁场的响应。
图3为图2的简化电路,其中霍尔器件用一个等臂电桥来等效。磁场作用下产生的霍尔电流用霍尔轴对角线上的霍尔电流源Ih(15e)表示。此外,图中略去了偏置电流源I1与I2。因为它们不影响电路中信号行为的增量关系。从图3不难看出,因为霍尔器件是一个等臂电桥,故反馈电流Ih1在上面两桥臂中是平分的。同样,Ih2在下面两桥臂中也是平分的。由于霍尔电极15b没有电流出入,故有(Ih1+Ih2)/2=Ih。因此,霍尔电极15d的输出电流为
Iout=Ih1+Ih2=2Ih。此输出电流经运放OA2与电阻R3构成的电流-电压转换器转换为电路最终的输出电压Vo。
本发明的电路设计有如下优点:(1)输出电压的零点是参考电位“地”;(2)偏置电流源I1与I2或其替代物电阻的失配不会引入零点误差;(3)参考“地”无电流,故可用作增益调整端,而不影响输出零点;也可用作输出零点设定或调零端子,而不会引入附加漂移;(4)当反馈电阻R1与R2相等时,反馈至霍尔器件两偏置电极的注入电流Ih1与Ih2相等。因此,霍尔器件的两个偏置电极的电流之和将与磁场无关。从而保证了霍尔电流Ih与磁场的线性关系。这时Ih1、Ih2均与Ih相等,因此可以称之为反馈霍尔电流。它们都与磁场具有线性关系。因此霍尔输出电流Iout及电路的输出电压Vo也与磁场具有线性关系;(5)偏置电流源采用温度源或用热敏电阻代替易于实现温度补偿。
实施实例:电路如图4,其中电路元器件参数如下,R1=R2=R3=R4=7.5k;R5=100k;运放OA1,OA2为uA741。霍尔器件为GaAs外延器件,其灵敏度≈0.4/T(T=特斯拉)。电源电压V+=15V,V-=-15V。电路输出电压Vo对磁场的灵敏度≈80V/T。
附图说明:图1.此前的电路方案。图2.本发明的电路设计方案。图3.说明图2电路原理的简化等效电路。图4.实施电路例。
Claims (1)
1.一个用于磁场测量的霍尔电路包含一个霍尔器件(15),一个运放电路OA2(25)的反相输入端与霍尔器件(15)的一个霍尔电极(15d)相连接,一个反馈电阻R3(29)连接在运放电路0A2的反相输入端与输出端之间,电流源I1(11)与I2(21)分别从正负电源(V+,V-)连接至霍尔器件(15)的偏置电极(15a)与(15c),其特征
在于,
a.运放电路0A2(25)的同相输入端与一个参考″地″(27)相连接,
b.此外,还有另一个运放电路0A1(17),OA1的反相输入端与霍尔器件(15)的另一个霍尔电极(15b)相连接,0A1的同相输入端也与所说的参考″地″(27)相连接,而0A1的输出端通过反馈电阻R1(13)与R2(19)与霍尔器件(15)的偏置电极(15a)与(15c)分别连接,并且,所说的反馈电阻R1与R2的阻值相等。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN92109150.8A CN1032610C (zh) | 1992-08-08 | 1992-08-08 | 线性霍尔电路 |
US08/098,724 US5426364A (en) | 1992-08-08 | 1993-07-29 | Linear hall circuit for measuring magnetic field strength |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN92109150.8A CN1032610C (zh) | 1992-08-08 | 1992-08-08 | 线性霍尔电路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1082200A CN1082200A (zh) | 1994-02-16 |
CN1032610C true CN1032610C (zh) | 1996-08-21 |
Family
ID=4944006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN92109150.8A Expired - Fee Related CN1032610C (zh) | 1992-08-08 | 1992-08-08 | 线性霍尔电路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5426364A (zh) |
CN (1) | CN1032610C (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2150866C1 (ru) * | 1999-09-20 | 2000-06-20 | Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции | Способ производства замутненного напитка |
JP2001165963A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-06-22 | Sanken Electric Co Ltd | ホール素子を備えた電流検出装置 |
JP4164615B2 (ja) * | 1999-12-20 | 2008-10-15 | サンケン電気株式会社 | ホ−ル素子を備えた電流検出装置 |
DE102004010613B4 (de) * | 2004-03-02 | 2015-04-02 | Austriamicrosystems Ag | Magnetfeldsensor und Verfahren zu seinem Betrieb |
CN1704766B (zh) * | 2004-06-01 | 2010-05-05 | 安普生科技股份有限公司 | 低工作电压的霍尔集成电路与其电压调节器 |
US9013167B2 (en) * | 2010-11-09 | 2015-04-21 | Texas Instruments Incorporated | Hall effect device having voltage based biasing for temperature compensation |
KR20120116036A (ko) * | 2011-04-12 | 2012-10-22 | 삼성전기주식회사 | 오프셋을 제거한 홀 센서 |
GB2507055A (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-23 | Melexis Technologies Nv | Integrated circuit and method for biasing a hall plate |
JP5941884B2 (ja) | 2013-08-13 | 2016-06-29 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
US9664753B2 (en) | 2014-03-27 | 2017-05-30 | Stmicroelectronics S.R.L. | Hall-effect-based magnetic field sensor having an improved output bandwidth |
CN109884377B (zh) * | 2019-03-05 | 2021-06-08 | 常州索维尔电子科技有限公司 | 检测范围自动调节的霍尔信号测量装置及方法 |
CN110703837B (zh) * | 2019-10-29 | 2021-02-23 | 北京东方计量测试研究所 | 一种地电流补偿电路及方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1490670A1 (de) * | 1964-09-26 | 1969-08-14 | Siemens Ag | Anordnung zum Abgleich der Nullspannung von Hallgeneratoren |
SU771582A1 (ru) * | 1978-12-19 | 1980-10-15 | Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина) | Устройство дл измерени напр женности магнитного пол |
DE2931686A1 (de) * | 1979-08-04 | 1981-02-19 | Papst Motoren Kg | Antriebsanordnung mit kollektorlosem gleichstrommotor und halbleiterschalter |
DE3235188C2 (de) * | 1982-09-23 | 1986-03-20 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Schaltung zur Messung der magnetischen Induktion mit einer Hall-Feldsonde |
US4823075A (en) * | 1987-10-13 | 1989-04-18 | General Electric Company | Current sensor using hall-effect device with feedback |
-
1992
- 1992-08-08 CN CN92109150.8A patent/CN1032610C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-07-29 US US08/098,724 patent/US5426364A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1082200A (zh) | 1994-02-16 |
US5426364A (en) | 1995-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1032610C (zh) | 线性霍尔电路 | |
US4315212A (en) | Electronic watthour meter | |
CN207542990U (zh) | 一种基于tl431闭环控制的软启动电路 | |
US5867054A (en) | Current sensing circuit | |
CN110471484A (zh) | 一种电压基准源电路及其在分流型i/f转换电路中的应用 | |
CN105005337B (zh) | 一种数字式温度测控仪电路 | |
FI885966A (fi) | Wattimmaetare eller wattmeter innefattande en hall-avkaennare. | |
CN105468077A (zh) | 一种低功耗带隙基准源 | |
EP0157447A1 (en) | Differential amplifier | |
CN103616919A (zh) | 惠斯通电桥装置及其调试方法 | |
CN208226862U (zh) | 一种PWM电压信号隔离转换到4~20mA电流信号的电路 | |
US3506847A (en) | Logarithmic converter | |
CN203630656U (zh) | 惠斯通电桥装置 | |
SU127329A1 (ru) | Генератор линейно-растущего напр жени | |
JPS57141727A (en) | Multistage output power supply circuit | |
US20210234552A1 (en) | Pwm dac with improved linearity and insensitivity to switch resistance | |
SU1310788A2 (ru) | Двухкаскадный стабилизатор посто нного напр жени | |
SU1361586A1 (ru) | Экспоненциальный преобразователь | |
JPS6020698A (ja) | アナログ減算回路 | |
JPS57121288A (en) | Hall element | |
SU1734027A1 (ru) | Устройство дл измерени напр жени | |
SU805287A1 (ru) | Бипол рный источник эталонногоНАпР жЕНи | |
SU1335953A1 (ru) | Источник посто нного тока | |
SU1010568A1 (ru) | Устройство дл преобразовани напр жени в ток | |
SU1481890A1 (ru) | Цифроаналоговый преобразователь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |