[实用新型]一种带温度补偿的霍尔电流传感器

说明书

本实用新型属于大电流测量领域，涉及一种带温度补偿的霍尔电流传感器。解决了目前霍尔电流传感器受到温度波动变化造成测量精度降低的技术问题，包括霍尔电流芯片、PCB基板温度采集单元、电平转换隔离单元、AD转换单元、主控单元及信号输出单元；霍尔电流芯片的信号输出端与电平转换隔离单元信号输入端电连接；PCB基板温度采集单元的信号输出端与主控单元电连接；电平转换隔离单元的信号输出端、AD转换单元、主控单元及信号输出单元依次实现电连接；在霍尔电流芯片采集电流过程中，利用PCB基板温度采集模块不断的监测芯片温度变换，并根据该温度值对霍尔电流芯片采集的电流进行补偿，获得的电流值精度高。

技术领域

本实用新型属于大电流测量领域，涉及一种高精度的带有温度补偿的霍尔电流传感器。

背景技术

电流检测技术在工业自动化领域和电气设备的监控检修都有着广泛的应用。目前常见的电流检测方法有直流互感器法和阻性分流器法。但是阻性分流器法存在着发流器的散热问题，并且测量时不能做到电气隔离，误差较大；直流互感器法测量电流时，需要互感器感应，电流越大时互感器体积越大，而且容易受到外部磁场影响，导致大电流测量精度较差。

霍尔电流传感器有优越的电性能，是一种先进的能隔离主电流回路与电子控制电路的电检测元件，它综合了互感器和分流器的所有优点，克服了互感器和分流器的不足，它具有精度高、线性度好、频带宽、响应快、过载能力强和不损失被测电路能量等诸多优点。目前在某型号的发动机地面测试设备中采用霍尔电流传感器采集大电流。

但是由于霍尔元件是由半导体元件制成，半导体材料的电阻率、迁移率和载流子的浓度都会随温度变化造成测量误差，所以霍尔元件受温度的影响比较大，当霍尔芯片长时间工作在大电流采集模式下，会造成PCB基板温度上升，霍尔传感器芯片温度升高，导致输出精度变差，无法做到长时间高精度采集，所以采用必要的温度补偿措施对于提高霍尔电流传感器的测量精度有着非常重要的意义。

实用新型内容

为了解决目前霍尔电流传感器受到温度波动变化造成测量精度降低的技术问题，本实用新型提供一种带温度补偿的霍尔电流传感器及其温度补偿方法。

本实用新型的技术解决方案是提供一种带温度补偿的霍尔电流传感器，其特殊之处在于：包括霍尔电流芯片、PCB基板温度采集单元、电平转换隔离单元、AD转换单元、主控单元及信号输出单元；

所述霍尔电流芯片的信号输出端与电平转换隔离单元信号输入端电连接；PCB基板温度采集单元的信号输出端与主控单元电连接；电平转换隔离单元的信号输出端、AD转换单元、主控单元及信号输出单元依次实现电连接；

所述霍尔电流芯片用于采集与处理外部电流；所述PCB基板温度采集单元用于对霍尔电流芯片周围的基板温度采集；所述电平转换隔离单元用于将霍尔电流芯片的输出电压进行电平转换后输出至AD转换单元；所述AD转换单元用于将采集到的电压模拟量转换为电压数字量并输入至主控单元；主控单元用于利用数学模型对采集电流值进行温度补偿修正；所述信号输出单元用于输出修正后的电流值I；

所述数学模型为：

其中I_Hk为霍尔传感器输出电流，T_k为PCB基板温度采集单元输出的温度值，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、ε₁为系数。

进一步地，为了使霍尔电流芯片输出的电信号进入AD转换单元，电平转换隔离单元包括RC滤波电路及差分放大电路，所述RC滤波电路对电信号进行滤波后经过差分放大电路处理，最终输出电压为U₀：