SU445002A1

SU445002A1 - Method of compensating the residual voltage of the hall sensor

Info

Publication number: SU445002A1
Application number: SU1779910A
Authority: SU
Inventors: Иван Николаевич Сапранков; Язмухаммед Кулиев
Original assignee: Физико-Технический Институт Ан Туркменской Сср
Priority date: 1972-05-03
Filing date: 1972-05-03
Publication date: 1974-09-30

Description

Изобретвнлв относитс к измерительной технике и может быть использовано в магнитомерии при измерении магнитных полей.The invention relates to the measurement technique and can be used in magnetometry in the measurement of magnetic fields.

Известны способы компенсации остаточного напр жени датчиков Холла, в которых остаточное напр аВ нив компенсируют с помощью схеьшых решений. Однако вследствие температурного и временного дрейфа резистивной составл вшей остаточного напр жени датчика Холла по вл етс необходимость в периодической компенсации остаточного напр жени что св зано с трудност ми возникав щими при устранении вли ни магнитного пол на датчик Холла в процессе компенсации остаточного напр жени .Methods are known for compensating for the residual voltage of Hall sensors, in which the residual voltage of the field is compensated with the help of circuit solutions. However, due to the temperature and time drift of the resistive component of the residual voltage of the Hall sensor, it is necessary to periodically compensate for the residual voltage, which is due to the difficulties encountered in eliminating the influence of the magnetic field on the Hall sensor during the residual voltage compensation process.

Дл повышени точности по предлагаемому способу измер ют вносимое сопротивление из контура,содержащего первую пару электродов датчика, в контур, содержащий вторую пару электродов датчика, и наjОборот , замеренные значени алшвбраически суммируют,полученный при этом сигнал, пропорциональный остаточному напр жению,используют дщ компенсации остаточного напр жени датчика Холла,In order to increase the accuracy of the proposed method, the insertion resistance from the circuit containing the first pair of sensor electrodes to the circuit containing the second pair of sensor electrodes is measured and, on the Turning, the measured values are summed, the resulting signal proportional to the residual voltage is used to compensate for the residual voltage Hall Sensor Voltage

Будучи четырехэлектродным элементом , датчик Холла подключаетс таким образом, что токи противоположно расположенных электродов его попарно равны, Б этом слзгчае датчик может быть рассмотрен в виде необратшлого четырехполюсника с парами выводов, соответствующих двум парам противоположного расположенных электродов.Being a four-electrode element, the Hall sensor is connected in such a way that the currents of the oppositely located electrodes are equal in pairs. This sensor can be viewed as a neutral quadrupole with pairs of leads corresponding to two pairs of oppositely spaced electrodes.

По второму закону Кирхгофа, выбрав соответствующим образом по- ложительные направлени величин тогка и напр жени первой пары электродов датчика Li,Ui и L2,U2 второй паPI электродов, получают u, tiR,itB)+According to the second Kirchhoff law, choosing the positive directions for the values of the current and voltage of the first pair of electrodes Li, Ui and L2, U2 for the second paraPI of electrodes, get u, tiR, itB) +

+ l2Eli(.B), U2 liB2tCB)-laR22CB)i+ l2Eli (.B), U2 liB2tCB) -laR22CB) i

где R«CB) - сопротивление между элвга родами первой пары при ненагруженной второй паре электродов датчика Холла, наход щегос в магнитном по лв B;E22tB)- то же, дл второй пары электродов; Ki2(B),R2i(B) - оопротив ление взаимной ов зи между контураВ силу про влени эффекта ХолBi2 ()K2i(-B). Это соотношение означает, что вследствие линейной зависимости напрнжени Холла от значени индукции В магнитного пол , действующего на датчик, справедливы выражени %№) R2i(5 RolBl-QB, ибо вследствие четности эффекта магнитосонротивлени справедливо равенство ВоС+В)-ВоС-В) t где а-г коэффициент пропорциональНОСТИо Про вление эффекта Холла в датчике учитываетс сопротивлением аВ, а эффект магнитосопротивлени и резистивной составл ющей остаточного ;напр жени - сопротивлением ВоСВ)« В зависимости от выбора положительных направлений токов и напр жений от знака индукции В, а также от соотношени сопротивлений аВ и RnCB) знаки сопротивлений Ri2(B)MR2iCB) могут быть как положительными , так и отрицательными. Замерив сопротивлени BiaCB) и F21V.8) (с учетом их знаков) или величины j пропорциональные им (например , напр же.ни. и 2 иВ12Св) и U2i 4B2iCb) при iri2 congt), можно раздельно получить полезный сигна ,- пропорциональный значению-ин-. дукции в магнитного ПОЛЯ, и сигНал , который будучи пропорциональным сопротивлению BO Св), может быть использован дл его же компенсации В первом случае необходимо выполнить оперецию алгебраического вычитани замеренных величин, а во втором - операцию алгебраического их сложени в Полученный суммарный эффект пропорционален остаточному напр жению . Этот сигнал используетс дл компенсации остаточного напр жени путем введени отрицательной обратной св зи по этому напр жению . Так как при компенсации остаточного напр жени возможно полное разделение полезного хол овского напр жени , пропорционального индукции магнитного пол , и остаточного напр жени , то введение обратной св зи по остаточному напр жению не снижает чувствительности устройства к магнитному полю . Путем выбора коэффициента об-: ратной св зи добиваютс значительного подавлени остаточного напр жени , . ПРЕДМЕТ ИЗОБИ1ТЕНИЯ Способ компенсации остаточного напр жени датчика Холла, основанный на использовании обратимых и необратимых свойств датчика Холла , отличающийс тем, что, с целью pSSf ™ точности, измер ют вносимое сопротивление из контура.соД РВДЩего первую пару электродов S , РО.порЦиональный остамХен аци Sg S4HO o SSi 5f атчика Холла.напр жени where R "CB) is the resistance between the two genera of the first pair with the second electrode electrode pair unloaded, the Hall sensor located in the magnetic field B; E22tB) is the same for the second pair of electrodes; Ki2 (B), R2i (B) is the mutual resistance of the circuit between the contoursB due to the manifestation of the HolBi2 () K2i (-B) effect. This ratio means that, due to the linear dependence of the Hall effect on the induction value B of the magnetic field acting on the sensor, the expressions% NO) R2i (5 RolBl-QB are valid, because the parity effect of the magnetoresistance is equal to BOC + B) -COC-B) t where a-d ratio is proportional to the effect of the Hall effect in the sensor is taken into account by the resistance aV, and the effect of the magnetoresistance and the resistive component of the residual; voltage - by the resistance of the BSV) "Depending on the choice of the positive directions of currents and voltages from the sign of induction B, as well as the ratio of the resistances aB and RnCB), the signs of the resistances Ri2 (B) MR2iCB) can be either positive or negative. By measuring the resistances of BiaCB) and F21V.8) (taking into account their signs) or j values proportional to them (for example, straightforward and 2 and B12Cv) and U2i 4B2iCb) with iri2 congt), you can separately obtain a useful signal - proportional to -in- in the magnetic FIELD, and the signal, which being proportional to the resistance BO (Sv), can be used to compensate for it. In the first case, it is necessary to perform an algebraic subtraction of the measured values, and in the second, the algebraic operation of their addition to the residual voltage . This signal is used to compensate for the residual voltage by introducing negative feedback on this voltage. Since the compensation of residual voltage makes it possible to completely separate the useful cold voltage proportional to the induction of the magnetic field and the residual voltage, the introduction of feedback on the residual voltage does not reduce the sensitivity of the device to the magnetic field. By choosing an feedback ratio, a significant reduction in residual voltage is achieved,. SUBJECT OF ABOVE. A method for compensating the residual voltage of a Hall sensor based on the use of reversible and irreversible properties of a Hall sensor, characterized in that, with the aim of pSSf ™ accuracy, the insertion resistance from the circuit of the AHU is measured, the first pair of electrodes S, PO. Sg S4HO o SSi 5f atchik holla.naprema