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利用霍尔传感器芯片设计直流电流检测电路 邓重一 (湖南建材高等专科学校 电子信息工程系 ,湖南 衡阳 421008) 摘 　要 : 利用集成 UGN23501M霍尔传感器和集成 AD522 型双端差动输入测量放大器设计出了直流电流 检测电路 ,电路具有良好的线性度 (线性度为 8. 2 %)和高准确度 (最大相对误差为 1. 4 %) ;电路结构简单 , 实验结果令人满意。 关键词 : 霍尔传感器 ; 线性度 ; 准确度 ; 检测电路 中图分类号 : TP212 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 1000 - 9787(2003) 06 - 0050 - 03 Design of DC currents detecting circuits by Hall sensor chip DENG Zhong2yi ( Dept of Elct and Info Engin , Hunan Building Materials College , Hengyang 421008 , China) Abstract : The DC current circuit is designed by UGN23501M type of Hall sensor and AD522 type of measurement am2 plifier. The circuits have better linearity(linearity is 8. 2 %) and high2accuracy(greatest relative error is 1. 4 %) . Its con2 structions is simple , experiment results are better. Key words : Hall sensor ; linearity ; accuracy ; detecting circuits 0 　前 　言 直流检测技术在电气设备检修和自动化领域等 方面得到了广泛应用 ,例如对直流电机的电刷是否 位于几何中心线、电枢绕组的短路情况等的检查都 要用到直流检测技术。在自动控制系统中 ,直流测 速发电机的输出直流电压与转速成线性关系 ,因此 检测它的输出电压就能间接地检测电机的转速 ;在 许多自动控制系统中 ,一些控制信号也是直流信号 , 需要检测 ,但直流检测往往存在二个最明显的困难 : 一是直流测量仪表不便串入电路中 ;二是直流检测 电路与被测电路不能直接耦合 ,否则就会影响被测 电路的直流工作点 ,即直流检测的隔离成为问题。 而用霍尔传感器检测直流信号可以较好地解决上述 困难。UGN23501M 霍尔传感器具有高灵敏度、工作 温度范围宽 ( - 20～85 ℃) 等特点 ,但使用不当 , 它 的霍尔电压 UH 与磁感应强度 B 为非线性关系 ,线 性度为 33 % ,且存在不平衡电压 UHe ,这必定会影响 检测系统的准确度[1 ] 。本文通过实验和分析 ,找出最 佳线性工作状态 ,且消除了不平衡电压。检测电路以 集成 AD522 芯片为放大级。设计的直流电流检测电 路线性度好 ,具有较高的准确度。 收稿日期 :2003 - 02 - 10 1 　UGN23501M 线性度 UGN23501M芯片内部电路原理见图 1。 图 1 　UGN23501M 原理图 Fig 1 　Principle diagram of UGN23501M 　　输出电压为 UH = KH IH Bcosθ+ Ke IH , (1) 式中 　KH 为霍尔灵敏度 ; IH 为霍尔传感器驱动电 流 ; B 为磁感应强度 ;θ为元件平面法线与B 的夹角 ; Ke 为不平衡系数 ; UHe = Ke IH 称为不平衡电压。 若令 　Re = ( UHe/ UH) ×100 % , (2) 式中 　Re 称为不平衡率 , 一般霍尔元件 Re 为 ±10 % 左右。 05　　　　　　　　　　　　传感器技术 (Journal of Transducer Technology) 　　　　　　　　　　2003 年 第 22 卷 第 6 期 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 　　式 (1) 中 KH 和由被检电流产生的 B 均是非线 性因素。消除不平衡电压和改善 UGN23501M 的非线 性度的电路见图 2。 图 2 　改善 UGN23501M 线性度的电路 Fig 2 　Circuit of rased linearity for UGN - 3501M 　　图2中的电流 I相当于被检测电流。芯片2脚不 用