CN107340424A - 一种霍尔电流传感器的温度补偿方法 - Google Patents

一种霍尔电流传感器的温度补偿方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107340424A
CN107340424A CN201710365025.5A CN201710365025A CN107340424A CN 107340424 A CN107340424 A CN 107340424A CN 201710365025 A CN201710365025 A CN 201710365025A CN 107340424 A CN107340424 A CN 107340424A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
current sensor
hall current
resistance
circuit
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.)
Granted
Application number
CN201710365025.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107340424B (zh
Inventor
尹静
刘新天
刘栋材
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Normal University
Intelligent Manufacturing Institute of Hefei University Technology
Original Assignee
Hefei Normal University
Intelligent Manufacturing Institute of Hefei University Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Normal University, Intelligent Manufacturing Institute of Hefei University Technology filed Critical Hefei Normal University
Priority to CN201710365025.5A priority Critical patent/CN107340424B/zh
Publication of CN107340424A publication Critical patent/CN107340424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107340424B publication Critical patent/CN107340424B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/32—Compensating for temperature change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，将温度补偿作为控制量引入本方案的反馈回路，实现对霍尔电流传感器的温度补偿，所述霍尔电流传感器的温度补偿具体通过三个电路实现，其分别为实现反馈信号与输入信号的加法运算的加法器电路、将NTC热敏电阻作为运放电路中负反馈电阻得到与传感器温漂反相的控制信号的温度补偿电路、用于消除温度补偿电路中对信号的衰减的增益补偿电路。本发明在不引入温度变化的二次项ΔT2误差的情况下消除霍尔电流传感器使用过程中的温漂问题，从而避免了因为温度变化的二次项ΔT2带来的温漂误差，提高了霍尔电流传感器在较大温度范围内的测量精度以及霍尔电流传感器的温度稳定性。

Description

一种霍尔电流传感器的温度补偿方法
技术领域
本发明具体涉及一种霍尔电流传感器的温度补偿方法。
背景技术
霍尔电流传感器是基于霍尔效应进行电流检测的一种传感器，作为一种半导体器件，其灵敏度会随着温度的变化而产生漂移，影响霍尔电流传感器的电流检测精度及温度稳定性。一般地，通过温度补偿来消除霍尔传感器的温漂问题。现有的温度补偿方案主要有两大类：一类是硬件补偿法，分为输入端补偿法和输出端补偿法。其中输入端补偿法是通过传感器的供电输入端产生与霍尔电流传感器温漂反相的驱动信号来消除温漂。具体有以恒压源形式的供电输入端补偿、以恒流源形式的供电输入端补偿、利用三极管进行驱动电流补偿等方法；输出端补偿法则是采用温度传感器或温度敏感元件感知环境温度，产生与霍尔电流传感器同相或反相变化的输出信号，通过与霍尔电流传感器的输出进行运算来消除温漂；另一类是软件补偿，如利用二维回归分析法进行数值处理来实现补偿。硬件补偿法中对电源稳定性要求较高，且在计算参数时忽略了温度变化的二次项ΔT2，是不完全的温度补偿方法。软件补偿法需要借助处理器来完成，额外增加***复杂度。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于负温度系数热敏电阻实现的霍尔电流传感器的闭环温度补偿方法，能够在不引入温度变化的二次项ΔT2误差的情况下消除霍尔电流传感器使用过程中的温漂问题。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，首先将霍尔电流传感器的输入信号记为VIN，控制信号记为VT，输出信号记为VO，将 VT和VO相乘后经过运算放大器放大K倍数后作为反馈信号，将反馈信号和VT进行叠加后得到VO，VO和VT的具体关系表示为：VO＝VIN+KVTVO，其中VIN＝[1+a(T-T0)]VIN0、 VT＝b(T-T0)。
上述公式中VIN是温度为T时霍尔电流传感器的输出电压，VIN0是温度为T0时霍尔电流传感器的输出电压，α是霍尔电流传感器的温度系数，VT是温度为T时温度转换器的输出电压，β是温度转换器的灵敏度，根据上述公式求得
VO为进行温度补偿后霍尔电流传感器的输出电压，将α设定为α＝-Kβ时，VO/VIN为常数，使得霍尔电流传感器的输出信号和环境温度没有关系。
所述霍尔电流传感器的温度补偿具体通过三个电路实现，其分别为实现反馈信号与输入信号的加法运算的加法器电路、将NTC热敏电阻作为运放电路中负反馈电阻得到与传感器温漂反相的控制信号的温度补偿电路、用于消除温度补偿电路中对信号的衰减的增益补偿电路。
所述温度补偿电路利用NTC热敏电阻的温感随着温度升高电阻阻值降低的负温度效应，得到与传感器温漂反相的控制信号。
进一步地，所述加法器电路由运算放大器OP1、电阻R1、电阻R2和电阻R9组成，将加法器电路的输入信号IO1和IO2叠加，则得到加法器电路的输出信号Out1
进一步地，所述温度补偿电路由运算放大器OP2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R11和热敏电阻RNTC组成，由此可得到：
其中IO3为温度补偿电路的输入信号，Out2为温度补偿电路的输出信号，RNTC 是温度为T时热敏电阻的电阻值，R0是参考环境温度T0时的电阻值，B为常数，T为工作环境温度，T0为参考环境温度值。
进一步地，所述增益补偿电路由运算放大器OP3、电阻R6、电阻R7和电阻R10 组成，实现增益补偿电路的输入信号IO4的比例放大，增益补偿电路的输出信号Out3 具体表示为：
进一步地，所述T0＝25℃。
有益效果：本发明与现有技术相比，在不引入温度变化的二次项ΔT2误差的情况下消除霍尔电流传感器使用过程中的温漂问题，从而避免了因为温度变化的二次项ΔT2带来的温漂误差，提高了霍尔电流传感器在较大温度范围内的测量精度以及霍尔电流传感器的温度稳定性。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的整体实现电路；
图3为加法器电路的示意图；
图4为温度补偿电路的示意图；
图5为增益补偿电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，首先将霍尔电流传感器的输入信号记为VIN，控制信号记为VT，输出信号记为VO，将VT和VO相乘后经过运算放大器放大K倍数后作为反馈信号，将反馈信号和VT进行叠加后得到VO，VO和VT的具体关系表示为：VO＝VIN+KVTVO，其中VIN＝[1+a(T-T0)]VIN0、VT＝b(T-T0)。
上述公式中VIN是温度为T时霍尔电流传感器的输出电压，VIN0是温度为T0时霍尔电流传感器的输出电压，α是霍尔电流传感器的温度系数，VT是温度为T时温度转换器的输出电压，β是温度转换器的灵敏度，根据上述公式求得
VO为进行温度补偿后霍尔电流传感器的输出电压，将α设定为α＝-Kβ时，VO/VIN为常数，使得霍尔电流传感器的输出信号和环境温度没有关系，消除了霍尔电流传感器的温度漂移。
实施例2：
如图2所示，所述霍尔电流传感器的温度补偿具体通过三个电路实现，其分别为实现反馈信号与输入信号的加法运算的加法器电路、将NTC热敏电阻作为运放电路中负反馈电阻得到与传感器温漂反相的控制信号的温度补偿电路、用于消除温度补偿电路中对信号的衰减的增益补偿电路，所述温度补偿电路利用NTC热敏电阻的温感随着温度升高电阻阻值降低的负温度效应，得到与传感器温漂反相的输出控制信号。
所述实现电路由运算放大器OP1、OP2和OP3、电阻R1-R11、热敏电阻RNTC 搭建组成实现。
实施例3：
如图3所示，所述加法器电路由运算放大器OP1、电阻R1、电阻R2和电阻R9 组成，将加法器电路的输入信号IO1和IO2叠加，则得到加法器电路的输出信号Out1
实施例4：
如图4所示，所述温度补偿电路由运算放大器OP2、电阻R3、电阻R4、电阻 R5、电阻R11和热敏电阻RNTC组成，实现对于霍尔电流传感器的温度补偿，由此可得到：
其中IO3为温度补偿电路的输入信号，Out2为温度补偿电路的输出信号，RNTC 是温度为T时热敏电阻的电阻值，R0是参考环境温度T0时的电阻值，B为常数，T为工作环境温度，T0为参考环境温度值，T0选取为25℃。
实施例5：
如图5所示，所述增益补偿电路由运算放大器OP3、电阻R6、电阻R7和电阻 R10组成，实现增益补偿电路的输入信号IO4的比例放大，增益补偿电路的输出信号 Out3具体表示为：

Claims (5)

1.一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，其特征在于：首先将霍尔电流传感器的输入信号记为VIN，控制信号记为VT，输出信号记为VO，将VT和VO相乘后经过运算放大器放大K倍数后作为反馈信号，将反馈信号和VT进行叠加后得到VO，VO和VT的具体关系表示为：VO＝VIN+KVTVO，其中VIN＝[1+a(T-T0)]VIN0、VT＝b(T-T0)
上述公式中VIN是温度为T时霍尔电流传感器的输出电压，VIN0是温度为T0时霍尔电流传感器的输出电压，α是霍尔电流传感器的温度系数，VT是温度为T时温度转换器的输出电压，β是温度转换器的灵敏度，根据上述公式求得
VO为进行温度补偿后霍尔电流传感器的输出电压，将α设定为α＝-Kβ时，VO/VIN为常数，使得霍尔电流传感器的输出信号和环境温度没有关系。
所述霍尔电流传感器的温度补偿具体通过三个电路实现，其分别为实现反馈信号与输入信号的加法运算的加法器电路、将NTC热敏电阻作为运放电路中负反馈电阻得到与传感器温漂反相的控制信号的温度补偿电路、用于消除温度补偿电路中对信号的衰减的增益补偿电路。
2.根据权利要求1所述的一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，其特征在于：所述加法器电路由运算放大器OP1、电阻R1、电阻R2和电阻R9组成，将加法器电路的输入信号IO1和IO2叠加，则得到加法器电路的输出信号Out1
3.根据权利要求1所述的一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，其特征在于：所述温度补偿电路由运算放大器OP2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R11和热敏电阻RNTC组成，由此可得到：
其中IO3为温度补偿电路的输入信号，Out2为温度补偿电路的输出信号，RNTC是温度为T时热敏电阻的电阻值，R0是参考环境温度T0时的电阻值，B为常数，T为工作环境温度，T0为参考环境温度值。
4.根据权利要求1所述的一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，其特征在于：所述增益补偿电路由运算放大器OP3、电阻R6、电阻R7和电阻R10组成，实现增益补偿电路的输入信号IO4的比例放大，增益补偿电路的输出信号Out3具体表示为：
5.根据权利要求1或3所述的一种霍尔电流传感器的温度补偿方法，其特征在于：所述T0＝25℃。
CN201710365025.5A 2017-05-22 2017-05-22 一种霍尔电流传感器的温度补偿方法 Active CN107340424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710365025.5A CN107340424B (zh) 2017-05-22 2017-05-22 一种霍尔电流传感器的温度补偿方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710365025.5A CN107340424B (zh) 2017-05-22 2017-05-22 一种霍尔电流传感器的温度补偿方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107340424A true CN107340424A (zh) 2017-11-10
CN107340424B CN107340424B (zh) 2019-08-27

Family

ID=60220281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710365025.5A Active CN107340424B (zh) 2017-05-22 2017-05-22 一种霍尔电流传感器的温度补偿方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107340424B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108534805A (zh) * 2018-03-21 2018-09-14 西安中科阿尔法电子科技有限公司 一种激光调值高精度霍尔传感器及其激光调值方法
CN108718189A (zh) * 2018-07-19 2018-10-30 珠海格力电器股份有限公司 温度补偿电路及通讯电路
CN109493391A (zh) * 2018-11-30 2019-03-19 Oppo广东移动通信有限公司 摄像头标定方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质
CN110967045A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 长江师范学院 光纤传感器的温度效应误差补偿***与设计方法
CN111026220A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 南京邮电大学 一种cmos霍尔传感器温度稳定控制***
CN111089609A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 迈来芯保加利亚有限公司 具有偏移补偿的传感器电路
CN111122020A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 中国科学院微电子研究所 电容式压力检测装置及传感器
EP3719507A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-07 ABB Schweiz AG A voltage detection device for medium voltage electric installations
CN112834816A (zh) * 2021-01-06 2021-05-25 南京能晶电子科技有限公司 一种用于汽车的霍尔传感器芯片温度补偿方法
CN114111846A (zh) * 2022-01-26 2022-03-01 南京中旭电子科技有限公司 适用于霍尔传感器的补偿方法、装置及存储介质
WO2023071720A1 (zh) * 2021-11-01 2023-05-04 宁波中车时代传感技术有限公司 一种霍尔传感器温度补偿电路及其补偿方法
CN117347706A (zh) * 2023-10-23 2024-01-05 合肥工业大学 一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110398628B (zh) * 2019-05-09 2021-10-15 上海空间电源研究所 一种霍尔电流传感器温度补偿电路设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201514439U (zh) * 2009-10-20 2010-06-23 邱召运 差分式霍尔电流传感器
CN103248345A (zh) * 2013-05-23 2013-08-14 成都芯进电子有限公司 一种开关型霍尔传感器的温度补偿电路和温度补偿方法
CN103364612A (zh) * 2013-07-05 2013-10-23 华中科技大学 一种双霍尔元件电流传感器
CN103513195A (zh) * 2013-10-21 2014-01-15 深圳市柯雷科技开发有限公司 霍尔传感器测量***及温度补偿方法
CN106443134A (zh) * 2016-10-26 2017-02-22 深圳青铜剑科技股份有限公司 一种开环型霍尔电流传感器及电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201514439U (zh) * 2009-10-20 2010-06-23 邱召运 差分式霍尔电流传感器
CN103248345A (zh) * 2013-05-23 2013-08-14 成都芯进电子有限公司 一种开关型霍尔传感器的温度补偿电路和温度补偿方法
CN103364612A (zh) * 2013-07-05 2013-10-23 华中科技大学 一种双霍尔元件电流传感器
CN103513195A (zh) * 2013-10-21 2014-01-15 深圳市柯雷科技开发有限公司 霍尔传感器测量***及温度补偿方法
CN106443134A (zh) * 2016-10-26 2017-02-22 深圳青铜剑科技股份有限公司 一种开环型霍尔电流传感器及电路

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢敏等: ""一种霍尔电流传感器的电路设计"", 《电子设计工程》 *
国旗等: ""霍尔传感器温度漂移补偿电路设计"", 《强激光与离子束》 *
罗志强等: ""霍尔传感器温度补偿电路设计"", 《兵工自动化》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108534805B (zh) * 2018-03-21 2024-05-07 西安中科阿尔法电子科技有限公司 一种激光调值高精度霍尔传感器及其激光调值方法
CN108534805A (zh) * 2018-03-21 2018-09-14 西安中科阿尔法电子科技有限公司 一种激光调值高精度霍尔传感器及其激光调值方法
CN108718189A (zh) * 2018-07-19 2018-10-30 珠海格力电器股份有限公司 温度补偿电路及通讯电路
CN111089609A (zh) * 2018-10-23 2020-05-01 迈来芯保加利亚有限公司 具有偏移补偿的传感器电路
CN109493391A (zh) * 2018-11-30 2019-03-19 Oppo广东移动通信有限公司 摄像头标定方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质
EP3719507A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-07 ABB Schweiz AG A voltage detection device for medium voltage electric installations
CN111026220A (zh) * 2019-12-12 2020-04-17 南京邮电大学 一种cmos霍尔传感器温度稳定控制***
CN110967045B (zh) * 2019-12-18 2022-02-22 长江师范学院 光纤传感器的温度效应误差补偿***与设计方法
CN110967045A (zh) * 2019-12-18 2020-04-07 长江师范学院 光纤传感器的温度效应误差补偿***与设计方法
CN111122020A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 中国科学院微电子研究所 电容式压力检测装置及传感器
CN112834816A (zh) * 2021-01-06 2021-05-25 南京能晶电子科技有限公司 一种用于汽车的霍尔传感器芯片温度补偿方法
WO2023071720A1 (zh) * 2021-11-01 2023-05-04 宁波中车时代传感技术有限公司 一种霍尔传感器温度补偿电路及其补偿方法
CN114111846A (zh) * 2022-01-26 2022-03-01 南京中旭电子科技有限公司 适用于霍尔传感器的补偿方法、装置及存储介质
CN117347706A (zh) * 2023-10-23 2024-01-05 合肥工业大学 一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107340424B (zh) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107340424A (zh) 一种霍尔电流传感器的温度补偿方法
WO2021179212A1 (zh) 温度传感器、电子设备和温度检测***
CN110709712B (zh) 电流传感器以及电流传感器的制造方法
DE69412277D1 (de) Zweipoliger temperatursensor mit schaltung zur überwachung der linearen proportionalität des ganzen betriebsstroms
CN106153084A (zh) 一种磁灵敏度温度补偿电路和可编程线性霍尔传感器芯片
CN101976086A (zh) 氧传感器加热控制方法及采用该方法的加热控制电路
Tripathi et al. Fractional order adaptive Kalman filter for sensorless speed control of DC motor
JP6274919B2 (ja) 恒温槽付水晶発振器の温度制御回路
CN105910726A (zh) 一种铂电阻测温的硬件非线性补偿方法
US2820855A (en) High impedance transistor amplifier
US8575912B1 (en) Circuit for generating a dual-mode PTAT current
US9195249B2 (en) Adaptive phase-lead compensation with Miller Effect
JP6291930B2 (ja) センサ回路
CN205748704U (zh) 一种硬件非线性补偿的铂电阻测温装置
KR102521337B1 (ko) 전력 제어 장치 및 전력 제어 방법
JP2012134910A5 (zh)
CN207163474U (zh) 一种磁灵敏度温度补偿电路和可编程线性霍尔传感器芯片
Xue et al. Temperature drift and compensation techniques for the thermal conductivity Gas sensor
WO2016101550A1 (zh) 运算放大电路、方法及温度传感器、存储介质
JPH02304342A (ja) ガスセンサの温度補償装置
JPH0431721A (ja) Ｉｃ式温度検出装置
JP2021156847A (ja) 空燃比センサ制御装置
CN105807815A (zh) 一种高精度的温控***
SU613305A1 (ru) Устройство дл регулировани температуры
Ku et al. Inverter-based low-voltage current feedback amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 230002 Hefei Normal University, 1688 Lianhua Road, economic development zone, Hefei City, Anhui Province

Co-patentee after: INTELLIGENT MANUFACTURING INSTITUTE OF HFUT

Patentee after: HEFEI NORMAL University

Address before: 230002 No. 327, Jinzhai Road, Luyang District, Anhui, Hefei

Co-patentee before: INTELLIGENT MANUFACTURING INSTITUTE OF HFUT

Patentee before: HEFEI NORMAL University

CP02 Change in the address of a patent holder