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1、2001年第20卷第12期 传感器技术(JournalofTransducerTechnology)15设计与制造霍尔式传感器的信号调理电路112何 涛,胡生清,蔡 晴(1.合肥工业大学精密仪器系,安徽合肥230009;2.合肥工业大学测控及智能技术研究所,安徽合肥230009)摘 要:根据霍尔传感器的特性和MAX1457的工作原理,提出将MAX1457应用于霍尔传感器信号调理的方案。可对传感器进行自动校准,实现对多达120个点的热零点漂移、热灵敏度漂移的自动数字化补偿和非线性误差修正,大幅度减
2、小测量误差。关键词:霍尔传感器;可调节电流源;数字补偿方法中图分类号:TP216文献标识码:A文章编号:1000-9787(2001)12-0015-03SignalconditioncircuitofHallsensor112HETao,HUSheng2qing,CAIQing(1.Dept.ofPrecisionInstr.,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;2.Inst.ofTestControlandIntelligenceTechnology,H
3、efeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:BaseoncharacteristicofHallsensorandworkprincipleofMAX1457,theplanofappallingMAX1457tosignalconditioncircuitofHallsensorisgiven.Thissignalconditioncircuitcanautomaticallycalibratethesen2sor,compensatetherma
4、lzeroshiftandthermalsensitivityshift,correctnonlinearityatmaximum120pointswithdigitalmode,reduceerrorofmeasurement.Keywords:Hallsensor;adjustablecurrentsource;digitalcompensationmethod0引 言元件同样受温度的影响;(3)补偿元件相互影响较霍尔传感器是利用半导体材料的霍尔元件基于大,使修正过程十分繁琐;(4)激光微调或其它自动霍尔效应
5、原理而将被测量,如电流、磁场强度或其它化设备价格昂贵。机械量(位移、压力)等转换成电压输出的一种传感针对上述问题,应用传感器信号调理集成芯片器。具有结构简单、体积小、坚固、频率响应宽、动态—MAX145X系列,能使零点输出自动、高准确度补范围大、无触点、使用寿命长、可靠性高、易微型化和偿。例如,对于MAX1457,由于采用了二阶线性误集成化等优点,因此在测量技术、自动化技术和信息差补偿和高阶温度补偿,使得准确度在全温范围内[1]处理等新技术领域得到广泛的应用。高达±0.1%,该芯片是为压阻式传感器调理电路设[2]
6、通常在使用霍尔传感器时必须通过信号调理电计,由于霍尔元件可以等效为一个四臂电桥,所路对热零点漂移、热灵敏度漂移、以及由于工作过程以MAX1457也可用于霍尔传感器的接口电路。下中引起的其它误差进行修正。传统的方法完全在模面就MAX1457的基本结构及其在霍尔式传感器接拟域对信号进行校准与补偿,例如采用激光微调薄口电路中的应用进行介绍。膜电阻器、电位器等“模拟记忆”元件;温度补偿一般1利用MAX1457对霍尔传感器信号进行调理采用热敏电阻器、二极管等温度敏感元件。这种方1.1MAX1457的基本结构法存在着以下缺点
7、:图1是MAX1457传感器线性化IC内部功能(1)补偿影响传感器误差的非线性;(2)补偿图及其应用于霍尔传感器接口的电路。收稿日期:2001-08-2016 传感器技术 第20卷图1MX1457的基本结构及典型应用电路Fig.1ConstructionandtypicalexampleofMAX1457 由图中可以看出其内部集成了一个可调节的传RSTC为外接电阻器的阻值。感器激励电流源;一个可编程增益放大器(pro2grammedga
8、inamplifier,PGA);分别用于零点输出、热零点漂移、灵敏度、热灵敏度漂移及非线性补偿的5个16位数模转换器(DAC)以及一些辅助电路,并2利用外部的EPROM保存补偿系数。1.2 校 准零点输出的校准是通过将电源电压的一部分与一个16位字相乘(由失调DAC完成)所得电压送到PGA的求和端完成。灵敏度的校准包括两个调节:增益粗调由送到PGA的三位数据设定,细调是
