霍尔不等位不对称补偿电路

不等位电势的成因

霍尔元件可等效为四个电阻构成的电桥，激励电流从两个控制电流端流入、流出，霍尔电势从两个输出端取出。理想情况下，零磁场时两输出端等电位，输出电压为零。实际元件中，由于材料电阻率不均匀、几何尺寸不对称、电极安装位置偏差等原因，四个等效桥臂电阻的比值不满足电桥平衡关系（即相对桥臂乘积不相等），电桥不平衡，零磁场下输出端仍有电位差，称为不等位电势（也称零位误差）。

补偿原理

不等位电势的补偿思路是在霍尔元件电极之间接入可调电阻，人为改变某一桥臂或某两个桥臂的等效阻值，使电桥在零磁场下重新平衡。调节可调电阻的阻值，即可使零磁场时输出端电位差为零。

补偿连接的判别

原课件接法(a)—(f)的图形拓扑不能由本卡文字唯一还原，本文不将编号作为接线定义。有效补偿应改变参与平衡的桥臂比例或注入明确的抵消信号；仅在两个输出端并联有限电阻通常只衰减偏置，不能使原开路桥路恢复比例平衡。以下给出明确的单侧桥臂并联调节模型。

单侧并联可调电阻补偿接法

单侧并联可调电阻补偿接法是最基本的一种：在霍尔元件某一侧输入端与相邻输出端之间并联一只可调电阻 $R_{adj}$。调节 $R_{adj}$ 相当于改变该侧等效桥臂的阻值，使电桥平衡，从而消除不等位电势。

设霍尔元件等效桥臂电阻分别为 $R_1$、$R_2$、$R_3$、$R_4$，电桥平衡条件为

当 $R_{adj}$ 并联在某一桥臂上时，该桥臂等效阻值变为 $R^{\mathrm{\prime }}=\frac{R\cdot R_{adj}}{R+R_{adj}}$，调节 $R_{adj}$ 即可改变 $R^{\mathrm{\prime }}$，使平衡条件重新满足。

适用范围与条件

• 补偿电路适用于零磁场或恒定磁场下消除不等位电势。
• 可调电阻的调节需在零磁场条件下进行，使输出为零。
• 补偿后，不等位电势随温度变化可能产生漂移，必要时需配合温度补偿。