[实用新型]一种霍尔传感器温漂电压检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种霍尔传感器温漂电压检测装置，属于光伏发电和传感器的温度补偿技术领域。

背景技术

霍尔传感器可作为一种电流检测元件，能够实现强弱电回路在电气上的安全隔离。理想状态下，我们期望霍尔传感器输出的信号电压u与采样电流i之间存在线性比例关系u＝Ki，其中K为霍尔传感器将采样电流转换为信号电压的线性转换系数(单位:mV/A)，Ki为期望输出的电压信号。但实际上两者之间的关系为u＝Ki+b+u’(T)+u”(i)，b是由传感器内部结构和供电电源等因素引起的u与Ki之间的偏移电压(误差)。u’(T)是由温度T导致的实际输出信号u偏离期望信号Ki的温漂电压(误差)，u”(i)是霍尔传感器输出的电压信号相对于采样电流i的非线性因子(误差)。当达到霍尔传感器的额定工作条件(额定供电电压、额定电流采样区间，额定工作温度区间)时，K和b均为常量，u’(T)随着温度T的改变而改变，u”(i)趋近零可忽略不计。

从电气结构设计的合理性、安全性以及电站整体运营质量的提高这几个角度来说，采用霍尔传感器来检测光伏电站中数量庞大的组串电流是十分合适的，因此目前有越来越多的光伏电站在选择电流检测元件时青睐使用霍尔传感器。因受其自身物理原理和材质特性的影响，霍尔传感器的输出信号通常具有比较明显的温漂效应，因此如果从光伏组串电流采样精度的保证这一角度来说，霍尔传感器并不适合作为一种能够直接批量投运于光伏电站室外变温环境的电流采样元件。例如运行在新疆五家渠地区的光伏电站，深冬清晨时站内的室外气温可低至-40℃，此时站内的所有霍尔传感器均因低温而产生了严重温漂，输出的温漂电压最大可超过50mV。由于冬日清晨阳光强度低导致光伏组串电流微弱，霍尔传感器输出的有效信号电压仅略高于0mV，此时有效信号电压几乎“淹没”在了温漂电压中。

通过对多个厂家提供的霍尔传感器样品进行测试发现，一批型号相同的霍尔传感器在温度和供电电源均保持恒定的条件下，虽然不同器件个体的偏移电压b和温漂电压u’(T)各不相同但也都可保持恒定状态，因此使用简单的消去法即可去除误差信号b+u’(T)，但在变温条件下其温漂特性趋于复杂。设温度失调电压为V_OT(温度每变化1℃所引起的温漂电压的变化量，单位mV/℃)。我们通常期望在一批同型号的霍尔传感器产品中，每个个体的V_OT均相等且保持恒定，以便采用这种以V_OT恒定为前提的线性温度补偿法。但因受现有技术水平和生产工艺所限，不同器件个体在同一温度环境下的V_OT相差比较大，甚至同一器件个体在不同温度条件下的V_OT也不能保持恒定。

现有的霍尔传感器温漂电压检测装置和温漂电压补偿装置虽然能够检测和补偿个别的霍尔传感器的温漂电压，但是在光伏电站这种温度变化区间大(不同地域、不同季节的差异，最大可达-40℃至60℃)且待测的组串电流数量多(发电量每增加1兆瓦需增加100-200只霍尔传感器)的室外工程中，由于投入了特别多的霍尔传感器，使用常规的温漂电压检测装置和补偿装置并不能有效地进行温漂电压检测和补偿，所以必须设计一种效果好、同时能够在光伏电站这个特殊使用环境中有效使用的霍尔传感器温漂电压检测装置和温漂电压补偿装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种霍尔传感器温漂电压检测装置，用以解决传统的霍尔传感器温漂电压检测装置不能有效地进行温漂电压检测的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种霍尔传感器温漂电压检测装置，所述检测装置包括至少一个传感器测试箱和温漂特性记录仪，每个所述传感器测试箱中设置若干个测试座，其中一个测试座用于安装一个温度传感器，其他的测试座用于安装霍尔传感器，所述测试座设有与霍尔传感器/温度传感器的信号输出端电连接的信号端子，所述温漂特性记录仪通过线缆连接各所述测试座的信号端子；所述温漂特性记录仪包括MCU和与所述传感器测试箱一一对应的数据传输模块，所述测试座的信号端子通过所述线缆对应连接所述数据传输模块的输入端，所述MCU采样连接所有的数据传输模块的输出端。

所述数据传输模块包括依次连接的多通道选择电路、信号放大滤波电路和AD转换电路，所述传感器测试箱中的霍尔传感器和温度传感器对应连接所述多通道选择电路的输入端，所述MCU采样连接所有的数据传输模块中的AD转换电路的输出端，所述MCU控制连接所有的数据传输模块中的多通道选择电路和AD转换电路。

所述MCU具有数据传输接口。