霍尔元件自激场零电势产生的根本原因是
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霍尔元件通控制电流时,输入引线产生的附加磁场会破坏自激场的左右对称,从而在无外磁场时输出零电势误差;通过合理布置输入引线使附加磁场对称,可抑制该自激场零电势。
霍尔元件工作时必须通以控制电流 。根据电流的磁效应,控制电流在元件片体及其周围产生磁场,这一由元件自身工作电流产生的磁场称为自激场,记其磁感应强度为 。
在理想对称情形下,把元件片体看作左右两半:控制电流在左半区与右半区产生的自激场方向相反、大小相等。霍尔电势正比于磁感应强度沿元件厚度方向的分量与电流的乘积,左右两半产生的霍尔电势方向相反而数值相等,在输出端相互抵消,因此理想状态下自激场不产生净输出电势。
实际元件必须通过输入引线把控制电流引入片体。输入引线本身也载有控制电流,其周围同样产生磁场。引线的位置、走向和电流方向决定了这一附加磁场在片体左右两半的分布。
当引线布置不对称时,附加磁场在左半区与右半区的磁感应强度不再相等,左右两半产生的霍尔电势不能完全抵消,于是元件在无外加被测磁场时输出一个不为零的电势。这一由自激场不对称引起的零位输出称为自激场零电势,属于霍尔传感器的零位误差之一。
抑制自激场零电势的基本思路是恢复片体左右两半自激场分布的对称性。具体措施是在安装过程中适当安排控制电流引线的位置与走向,使输入引线产生的附加磁场在片体左右两半的贡献相互对称,从而让左右两半的霍尔电势重新相互抵消。
该方法不改变元件本身的材料与结构,只通过外部引线布局实现,属于安装工艺层面的补偿措施。其适用范围是自激场引起的零位误差;对于其他原因(如元件几何不对称、材料不均匀)造成的零位误差,需采用相应的其他补偿方法。
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霍尔元件自激场零电势产生的根本原因是
抑制霍尔自激场零电势的常用措施是
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