简介：计算机技术的飞速发展使人类迈入数字化时代，传感器也在向数字化智能化靠扰，文中阐述了一种宽使用范围的智能温度传感器的设计思想，并对作者研制的一款高精度低成本的样机作了较详细的介绍。

简介：摘要：针对常规工频大电流传感器产品精度低、测量范围小、非线性、易饱和的问题，提出了使用开合式开环霍尔传感器进行高精度工频大电流测量的设计方法。该方法涉及产品磁芯设计、结构设计、电路设计、抗干扰及数学模型等方面。将其应用于低功耗、小型智能化电网产品开发中，产品精度可提升至 0.2 级。 关键词：精度因素；开合式；模拟补偿；软件补偿；磁芯结构 0 引言 随着国家电网公司提出“泛在物联网”的理念，传统的模拟电量传感器被模拟数字合在一起的智能化传感器取代。主要应用于电压等级为 400v~1000v的用户侧，如电网配电部门低压智能监测以及家用智能电器电量监测。使用开合式开环霍尔传感器是实现结构小型化、简单化、低功耗的最佳选择，但是其特殊结构使得电流精度不高。本文从开环传感器设计的几个关键因素分析了提高其精度的方法，介绍了一种经过一系列补偿的开环霍尔传感器，可以实现：批量生产一致性好，结构小型化、简单化，长期存放和运输条件下不变形；在 -40℃~85℃下以及 0.1A~4000A交流电流测量保持 0.2%精度，消除磁滞回线和铁芯饱和带来精度误差的因素，满足价格低、低功耗，功能一体化的设计要求。 1 开环霍尔传感器原理 当有电流流过霍尔薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，半导体薄片称为霍尔元件。 1.1开环霍尔传感器原理 霍尔传感器根据检测原理可划分为开环霍尔传感器和闭环霍尔传感器。开环又称直测式，其工作原理如图 1所示。将霍尔器件安装在开有气隙的软磁环中，原边电流 Ip 产生的磁通量聚集在磁路中，并由霍尔器件检测出霍尔电压信号 VH，电压信号经过放大器放大后精确地反映原边电流大小。根据推导 [3]，当 l1/μ1μ0<< l2/μ0 时，霍尔电势 VH 可等效为 (1) 其中： µ1为软磁材料磁导率； l1为磁环长度； l2为气隙长度； N为输入电流穿心匝数。 1.2  开环霍尔传感器优点 针对电网超小型智能化产品，要同时具备工频计量和故障时大电流测量，适用于电磁环境恶劣的安装现场，开环霍尔电流传感器为首选。 首先开环的霍尔电流传感器，原理简单，结构易于处理，由于对安装空间有一定要求，开环能满足安装空间狭小的情况；其次开环原理霍尔电流传感器的耐冲击电流更大，特别是在四十倍的冲击电流也不会对传感器造成损坏 ,当超过测量范围，也不会发生充磁现象；再有开环的功耗，接近于恒定，电流输出型 ,基本保持在 10MA左右 ,可以和 MCU共享电源 ,在对功耗要求比较高的场合只能使用开环 ;最后开环的电流传感，小切口，小尺寸，但是测量电流可以很大，满足对故障时大电流测量的要求。 图 1开环霍尔电流传感器原理 2 影响霍尔传感器精度分析 2.1 开环霍尔传感器精度因素 影响传感器精度的主要因素在于磁芯固定部分，外壳开模要充分考虑安装情况；穿心线位置是开合式开环霍尔传感器误差主要原因，居中安装设计要考虑影响开环霍尔传感器精度的因素主要有 [1]霍尔元件本身精度、寄生直流电势、不等位电势、温度影响及磁干扰等。文献 [2]介绍了不等位电势产生的原因，主要由霍尔器件本身材料、制造材料及结构特点决定。文献 [3]介绍了利用二极管进行霍尔驱动电流补偿。该方法补偿了霍尔器件霍尔电势系数带来的误差，补偿效果主要取决于霍尔器件与半导体器件漂移的一致性。 2.2 开合式开环霍尔传感器精度因素 开合式开环霍尔传感器采用开环或闭环原理设计，影响开合式开环霍尔传感器的主要因素有霍尔器件失调、霍尔器件灵敏度、磁芯材料、温度影响及地磁干扰等。另外，由于开合式原理的特殊结构，磁芯及外壳的综合设计是影响开合式开环霍尔传感器位置及精度误差的另一因素。 3 高精度开合式开环硬件设计 按照上述分析，影响霍尔传感器精度的主要因素有磁芯磁滞误差 (零点误差 )、穿心线位置误差、霍尔器件温度漂移及磁场干扰等。开环霍尔传感器综合考虑以上因素，是能够做到精度为 0.2级。几下面仅以开环开合式霍尔电流传感器设计为例，简单介绍提高其精度的几种方法。 3.1 霍尔器件选择 由公式 (1) 可知，影响霍尔器件灵敏度的主要因素有霍尔材料灵敏度、驱动电流、输入电流及磁芯开口。霍尔传感器材料有 InSb(锑化铟 )、 GaAs(砷化镓 )、两种。锑化铟价格贵但失调漂移小、灵敏度高，砷化镓高灵敏度略低但高稳定性。由于霍尔器件失调导致的输出偏差是影响霍尔传感器零点输出误差及输出漂移的主要原因，其主要表现在直流分量。灵敏度较高的锑化铟霍尔器件在高灵敏度条件下，霍尔器件失调漂移所占比例小 ,但是本文设计产品为工频测量，零点输出误差及输出漂移可以通过数字滤波去除，因此选择砷化镓霍尔传感器，利用其高稳定度和较高灵敏度的特点。 3.2铁芯材料及安装结构 磁芯作为霍尔传感器的主要聚磁器件，直接影响霍尔传感器检测的精度。由式 (1) 可知，为了获得较高的磁感应强度 B，要求磁芯：磁导率 μ1 较高、截面积 S 较大、磁路 l1 短及开口气隙 l2 小。磁芯材料选择高导磁材料，此时磁滞误差最小。当磁芯 l1/μ1( 磁路与磁导率之比 )<< 气隙 l2/μ0，可忽略散磁，减小产品输出位置误差对输出精度的影响。对磁芯结构设计要求配对的磁芯尺寸尽量接近，且安装后相对位置误差小，这是减少输入电流穿心线位置及零点输出误差的主要因数。 开合式开环霍尔传感器所采用的磁芯构如图 2所示，为减小位置误差，铁芯上下半环要求对称，使得铁芯的切口面完全契合，不产生错位；为适于大电流测量且易于饱和补偿，要求切口距离为合适，按照图 3(1)的 B-H曲线中的 A曲线的形状选择。图 2开合式开环磁芯结构尺寸为实际验证后的铁芯尺寸，该尺寸可以适用于交流 4000A的高精度测量。 图 2开合式开环磁芯结构 3.3线路板设计 文献 [4]介绍了辐射对半导体磁敏器件性能影响的研究，文中提出对霍尔器件进行辐射会不同程度地影响器件电磁性能。为了减少传感器测试干扰误差，需减少干扰对产品的影响。产品设计需考虑： 1) PCB 设计避免回路走线； 2) 考虑适当屏蔽、接地及滤波技术； 3) 减少传感器内部引线长度； 4) 适当增加 EMC 防护技术等。 4 高精度开合式开环软件设计 4.1 铁磁起始磁化及原付边电流曲线 铁磁性物质从磁感应强度 B=0、磁场强度 H=0开始磁化，所绘制出的 B-H曲线为起始磁化曲线，如图 3(1)曲线 A所示。 oa段，随着 H的增大， B急剧增大 ,ab段，若 H继续增大 ,B的增大减慢 ,饱和段 ,b点以后，再增大 H， B增大得很小，曲线上的 a点、 b点称为膝点、饱和点。 通过铁磁起始磁化曲线可以得到对应的原付边电流曲线如图 3(2)所示，图中 C为实测原付边电流曲线，其中 O1段为微小电流； 12段为小电流，非线性曲线； 23段为中等电流，线性曲线； 34段为大电流，欠饱和曲线， 45段为饱和曲线。 4对应膝点， 5对应饱和点。 图 3铁磁起始磁化及电流曲线 4.2低电流线性补偿曲线 图 3(2)曲线 B为近似曲线 C的虚拟直线，设其方程式为 y=kx,在曲线 C12段，简化为一条与虚拟直线相同斜率的直线 y=kx+b，其中 b为偏移量，对于特定的铁芯和结构， b是常数。 (2) 4.3饱和电流一元二次补偿曲线 图 3(2)曲线 C34段为欠饱和段，为计算方便，采用一元二次拟合曲线 (3) 图 3(2)曲线 C和 D为以 3为原点的双曲线，公式中 a、 b、 c为拟合曲线的一元二次方程系数，为常量， x为原边电流， y为付边电流。 根据测量的付边电流，代入 (3)，可得校准后的实际原边电流。 4.4 设计案例 表 1：实测电流数据 Measured current data 原边通入直流 (A) 正向电压值 (V) 负向电压值 (V) 5000 2.86 0.445 5100 2.884 0.417 5200 2.908 0.394 5300 2.929 0.372 5400 2.949 0.353 5500 2.966 0.337 5600 2.979 0.322 5700 2.991 0.312 5800 3.002 0.301 5900 3.013 0.292 6000 3.022 0.281 由表 1知 5300A为膝点， 6000A为饱和点，根据在原边通过的正向和反向直流，得到正向和反向模拟输出电压值，按照公式 (3)用 matlab拟合出该曲线，再转化为采样离散值，对应的 a=0.000076314,b=0.152,c=7.4562。这样在每次采样到电流数值后，按照公式 (3)代入 a,b,c,直接得到原边实际电流值。 5结束语 笔者从霍尔传感器开合式开环原理入手，论述了影响测试精度的多种可能因素，并从实际的高精度开合式开环霍尔传感器设计着手，介绍了提高其精度的几种软硬件方法。最终将该系列设计方法应用到实际的产品开发过程中，使产品精度到达 0.2%,且一致性好。际的产品设计需结合产品的应用环境综合考虑，以开发出满足用户需求的具有高精度及高稳定性的产品。 参考文献 [1]程序 ,唐志国 ,李成榕 . 特高频传感器结构参数对其幅频特性的影响 [J].电网技术 2006.doi:10.3321/j.issn:1000-3673.2006.15.005 [2] 劳力云 . 四端霍尔元件的等效电路模型及其参数推导 [J]. 中国计量学院学报 , 1994, 7(1): 111-115. [3]罗志强 , 阳桂蓉 , 王进 . 霍尔传感器温度补偿电路设计 [J]. 兵工自动化 , 2014, 33(10): 87-88. [4]王军 . 辐射对半导体磁敏器件性能影响的研究 [D]. 青岛 : 中国石油大学 , 2007: 50-84.

简介：

简介：摘要：调研国内外航天用高精度温度传感器关键技术、工艺技术水平现有基础以及未来发展趋势，针对我国高精度温度传感器在航天领域应用发展的需求，描述了几种航天用高精度温度传感器产品的技术水平发展概况，包括铂电阻温度传感器、热电偶温度传感器、NTC热敏电阻温度传感器、光纤温度传感器和红外温度传感器等，且对未来航天温度传感器技术的发展进行了分析。

简介：摘要为提高液位开关测量精度和环境适应性，设计了一种船用高精度液位开关传感器。传感器采用电容式和谐振式测量原理进行液位测量，采用变压器原理进行信号隔离，提高了传感器的抗干扰性能。在结构设计方面充分考虑了产品的抗振性能和密封性能。试验结果表明，传感器具有精度高、稳定性好、可靠性高、环境适应性强等特点，具有广阔的应用前景。

简介：设计宽范围高精度测速电路；通过对三种常用转速测量方法的分析比较，确定采用M法与M／T法相结合的方法测速，从理论上保证测速的宽范围和高精度；电路设计中为了简单，快速，准确的测速，两种测速方法之间采用硬件切换电路完成，克服了软件切换因工作量大而导致的实时控制变差的缺陷；采用片外计数器8253弥补了8051硬件资源短缺的不足，利用霍尔元件完成转速到旋转脉冲的转换，实现了低成本，高性能。

简介：摘要本文针对小型化、快响应等温度测量系统的应用特点，采用铂电阻测温原理，利用高精度信号变换电路将温度信号转换为标准的电压信号输出；结构上采用紧凑结构设计，选用小封装元器件并结合线性补偿技术，研制出符合系统使用要求的传感器。传感器研制过程中，除充分应用成熟工艺外，并摸索出传感器电装调试工艺方法，以满足批量生产能力需求。

简介：摘要压力传感器是利用半导体的压阻效应制成的压力传感器件，其特点是体积小、精度高、稳定性好，被广泛应用于电力、石化、汽车电子等领域。但作为其核心的膜片，对温度变化敏感，进而造成传感器的零点和灵敏度发生温度漂移，根据传感器的硬件特性进行补偿的传统方法有调试困难、精度低、通用性差等缺点，不利用工程实际应用。而补偿技术则可以较好地解决这些问题，因而得到越来越多的重视。本文分析了温度实时补偿的高精度压力传感器。

简介：摘要：在实际应用中，常需要高精度、高灵敏度、高分辨率的温度传感器。然而，传统的温度传感器在部分应用场合可能无法满足要求，而混合型ADC的高精度温度传感器，则能够满足更加严格的要求。因此，本研究旨在探索基于混合型ADC的高精度温度传感器的设计与实现，以促进相关领域的研究和应用。

简介：针对高精度塑件的要求，通过压力传感器在模具上的运用，可以直接地控制注射成型工艺的合理性。通过监测模腔压力的方式，实现对生产过程和塑件质量的监测，同时满足注射生产质量的稳定性，从而提高塑件的合格率，适合大批量生产高精度塑件。

简介：迈来芯（Melexis）宣布推出一款新型高精度压力传感器-MLX90818，特别适用于汽车领域的严苛介质应用。新的MLX90818是一款经过出厂校准的、量程范围从1．0到5．5bar的绝对压力传感器，非常适用于在常见的自然吸气、燃油直喷和涡轮增压发动机中应用。这款高集成度的传感器提供一个外部用于温度测量的NTC的信号处理通道.

简介：摘要：国家的发展离不开矿井开采作业，通过矿井开采作业，为国家发展提供各类资源，保障国家经济与科研技术的不断进步。在当下的科研技术水平支持下，我国的矿井开采活动已经逐渐进入到了自动化与智能化时代，想要进一步提高矿井开采的智能化，就必须要重视起高精度传感器在矿井开采活动中的有效应用。本文将重点阐述高精度传感器在矿井智能综采工作面的有效应用，希望能够为我国的矿井开采行业发展提供帮助，推动相关技术的不断进步。

简介：摘 要：新形势下，环境污染已成为人类面临的重大问题的主要因素。在现实生活中，重金属或其他剧毒污染物在人体的长期积累中会引起各种疾病，影响公众的生活质量。随着生态环境的维护和建设，环境保护得到了有效地实施。环境检测也需要坚持科学发展观的主旨思想，使用环境保护的“眼睛”，精确的实施环境检测数据建设，最大限度地将环境的真实质量呈现到大家的视野当中。因此，本文首先提出了需要探究的主要内容和问题，之后根据当前的现状，针对性地建立合理的检测应用路径。

简介：摘要：

简介：摘要传感器是能够对物质物理、化学、生物等相关信息进行测量,对信息进行分析、处理。可以将各类外界信息转为电信号的器件。通过传感器应用能够使得人的感官能力不断扩大,还能突破生理界限,获取更多的外界信息,获取对自然界的认识。近些年随着我国各项技术快速发展,传感器检测技术应用范围在不断扩大,对多个领域能够有效感测,并且加强信息传递。

简介：实验探究并验证了新型霍尔传感器在高精度直流隔离传送与检测中的应用，实验发现在直流隔离传送与检测中，霍尔传感器相比于其他传感器或互感器，具有传感精度高、非线性好等突出优点，能够满足高精度隔离传送与检测的要求。实验除具有实际应用价值外，还适合在高校物理基础试验中开设相关课程。

简介：摘要以高精度热敏电阻温度传感器的制作和标定技术改进及使用特点，该温度传感器使用热敏电阻作为元件,利用其电阻值随温度变化而显著变化的特点,直接将温度的变化转为电量的变化。改进后的热敏电阻温度传感器具有体积小、使用方便、对引线及二次仪表的要求低、标定时间短、测温精度高、稳定可靠、使用范围广、重复性好、能够实现远距离测量等特点,传感器测温精度优于。

简介：摘要：齿轮广泛应用于汽车、发动机和航空航天等领域，齿距精度是保证齿轮生产质量的关键。为了提高圆柱齿轮质量标准和生产工艺,应采用高精度的齿距测量方法。通过使用非接触式测量技术,精确的圆柱齿轮齿距提高了准确性和多功能性，检查相应齿距的测量方法对于提高效率至关重要。

简介：摘要针对硅压阻式压力传感器的温度漂移现象，研制了一款带温度补偿的高精度压力传感器。该设计以ATMEGA328P为核心芯片，以LMP90078为模数转换器，以AD5662为数模转换器，整个电路采用工作温度宽、低温漂的元件，并且在软件中采用最小二乘法进行补偿。实验温度范围为-40℃~125℃，传感器零点（2KPa）输出为0.5V，上限（700KPa）输出为5.5V，经过反复补偿验证，得出该压力传感器的准确度不大于0.5‰，非线性不大于0.5‰。实验结果表明该研制能很好的补偿压力传感器的温度漂移，提高传感器的性能及测量准确度。

简介：摘要：随着人们出行条件不断改善，汽车的过度使用带来生存的环境污染和道路交通堵塞以及交通事故频繁发生成为一个严重的社会问题，随着我国科技技术进步，我国在新能源、传感器、计算机、人工智能、5G通信技术、北斗导航定位、人工模式识别、机器视觉、智能控制等多门前沿学科取得了长足进步，这对我国无人驾驶技术提供了技术支撑，在新能源汽车将迈向一个新时代的同时，"无人驾驶"时代也即将成为现实，而集智能化、网联化、电动化、共享化于一身的无人驾驶汽车技术将改变未来人们的出行方式，未来出行将更方便、快捷、高效，作为曾经的盛行一时导航凯立德电子地图，也被更加便捷、高效的高德与百度地图网络地图取而代之。本文章主要借助高德与百度地图网络地图以外的高精度网络地图叙述在无人驾驶汽车技术中的应用。