CN1043689C - 霍尔器件温度补偿电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种霍尔器件温度补偿电路，它采用了齐纳二极管作为补偿器件，其输出的温度补偿电流通过跟随放大器送到霍尔元件的电流控制端；由于齐纳二极管的温度系数可覆盖各类霍尔器件的温度系数，且符号相反，故可通过调节电位器来得到不同的补偿电流，使补偿达到最佳效果。本发明电路简单，可对应用于检测、控制和测量领域中的霍尔器件温度漂移进行自动补偿，使之更加准确可靠。

Description

霍尔器件温度补偿电路

本发明涉及一种补偿电路，特别是一种霍尔器件温度补偿电路。

霍尔器件是一种磁敏器件，主要应用于检测、控制和测量，用途十分广泛。但这种器件温度特性差，温度系数大，使得进一步推广其应用领域受到了极大限制。以往一般是采用温敏电阻作为温度补偿，但由于温敏电阻的精度不高，故补偿效果不理想。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种能简单有效地解决霍尔器件的温度稳定性问题，可使温度影响降低几个数量级的霍尔器件温度补偿电路。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：本发明补偿器件采用齐纳二极管DZ，它与跟随放大器A一起构成温度补偿电路。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：齐纳二极管DZ与电位器WT的一端相接，电器位WT的可调端与电位器W的一端相接，电位器W的可调端与放大器A的正端相接，放大器A的输出端与霍尔器件H的电流控制端C相接，放大器A的负端与电阻RI相接。齐纳二极管DZ也可通过电位器WT的一端及可调端与跟随放大器A的正端相接，放大器A的输出端与霍尔器件H的电流控制端C相接，电阻RI与电位器W串联后与放大器A的负端相接。

当霍尔器件处于磁场B中，其电流控制端通有电流I时，其电压输出端输出的霍尔电势为：

E_H=KIBcosa    (1)

当磁场B的方向与霍尔器件平面法线一致时，输出电势为：

E_H=KIB            (2)

其中，K为霍尔灵敏度，I为恒定电流，在工作温度范围内，K是温度T的函数，并可近似地表示为：

K=K(0)(1-β_HT)    (3)β_H为霍尔器件的温度系数，其正负由所用的材料决定，一般有：-10×10^-4/℃≤β≤+10×10^-4/℃。

由(2)和(3)式可得：

E_H=K(0)IB(1-β_HT)    (4)

可见，当采用恒定电流时，霍尔器件输出电压不但与磁场B成正比，且与工作温度T有关。如何尽可能地降低温度T对E_H的影响，在技术要求高的领域中，就显得特别重要了。若设计一种控制电流I(T)，使I(T)=I(0)(1+β1T)，则：

E_H=K(0)I(0)β(1-β_HT)(1+β₁T)    (5)为获得最佳补偿结果，在工作温度区间ΔT的中点T0，令 $\frac{d{E}_H}{\mathrm{dT}}=0$ 则得到： ${\mathrm{\β}}_1=\frac{{\mathrm{\β}}_H}{1-2{\mathrm{\β}}_{H}T}=\frac{{\mathrm{\β}}_H}{1-2{\mathrm{\β}}_H{T}_0}-----\left(6\right)$

根据(6)式估算的温度系数β₁，工作温度区间的下半温区为欠补偿区，上半温区为过补偿区，可使补偿达最佳状态。这里，补偿器件首选齐纳二极管，其温度系数基本可覆盖各类霍尔器件的温度系数。

图1为本发明的电原理图；

图2为本发明另一连接方式的电原理图。

本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述：

参照图1、图2，本发明由齐纳二极管Dz1、电位器WT、跟随放大器A、电阻RI、电位器W等组成。

图1中，齐纳二极管Dz通过电位器WT与跟随放大器A的正端相接，放大器A的输出端与霍尔元件H的电流控制端相接。齐纳二极管由Dz产生的温度补偿电流经跟随器A后送到霍尔元件的电流控制端，由于此电流的温度系数与霍尔元件的温度系数相反，并可通过调节温度补偿电位器WT而得到合适的补偿电流，故可达到最佳补偿状态，使得霍尔元件的输出电压Uab受温度的影响最少。另电位器W的作用是调节RI上的电压，从而选择I(0)。

图2中，其基本原理与图1相同，只是把调节I(0)的电位器放到了跟随器的正相输入端，其效果与图1相同。

本发明中，一个补偿器件可补偿多个霍尔器件。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1．能简单有效地解决霍尔器件的温度稳定性问题，可使温度影响降低了几个数量级，并可根据被补偿器件的温度系数进行准确调节，使补偿达到最佳状态。

2．电路简单，方便实用，准确可靠，可对应用于检测、控制和测量领域中的霍尔器件温度漂移进行自动补偿。

Claims (3)

1、一种霍尔器件温度补偿电路，其特征在于：补偿器件采用齐纳二极管(DZ)，它与跟随放大器(A)一起构成温度补偿电路。

2、根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于：齐纳二极管(DZ)与电位器(WT)的一端相接，电位器(WT)的可调端与电位器(W)的一端相接，电位器(W)的可调端与放大器(A)的正端相接，放大器(A)的输出端与霍尔器件(H)的电流控制端(C)相接，放大器(A)的负端与电阻(RI)相接。

3、根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于：齐纳二极管(DZ)也可通过电位器(WT)的一端及可调端与跟随放大器(A)的正端相接，放大器(A)的输出端与霍尔器件(H)的电流控制端(C)相接，电阻(RI)与电位器(W)串联后与放大器(A)的负端相接。

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