【中国仪表网 仪表专利】创意无极限,仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种用于霍尔电压传感器测量电压的校正方法。该专利由西安电子科技大学申请,并于2016年11月2日获得授权公告。
内容说明
本发明属于电子电路技术领域,具体涉及一种用于霍尔电压传感器测量电压的校正方法,尤其涉及一种能够利用霍尔电压传感器准确测量2kHz以内的交流电压信号的方法。
发明背景
在电子电路领域,为了测量高压输出信号(电压高达几千伏),通常采用电阻分压检测法利用电阻串联将高电压进行分压,然后通过测量分压电阻的电压,计算得出分压前的电压。
现有技术中利用霍尔电压传感器测量电压的方案为:首先,上级输出电压经过分压电路,再经过跟随器电路隔离后送入霍尔电压传感器,霍尔电压传感器对信号进行隔离测量,再接到下级电路。
其中,跟随器电路是放大倍数等于1的电压放大器,具有输入阻抗大,输出阻抗小的特点,可以实现前后两级电路的阻抗匹配。通常霍尔电压传感器可以直接测量几伏到几百伏的交流电压。
然而在实际测量过程中发现,现有技术的方案存在以下缺点:霍尔电压传感器因存在频率响应问题,将导致电压测量结果的不准确。霍尔电压传感器的频率响应影响电压测量值的大小,其具体表现为在输入信号幅度保持不变的情况下,当输入信号的频率由低到高变化时,霍尔电压传感器的输出电压会逐渐减小。霍尔电压传感器目前习惯应用于频率较低的工频( 50/60Hz )电压测量,其一般不能应用于较高频率的电压测量,适应输入信号频率的变化能力也较差。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明的目的是提供一种用于霍尔电压传感器测量电压的校正方法,通过对霍尔电压传感器的响应频率进行分段线性评估,从而引入校正系数的计算,改善霍尔电压传感器因频率响应的问题影响输出电压结果,使得即使输入信号频率比较宽,霍尔电压传感器的测量结果都有一定准确性。
本发明的一个方面是提供一种用于霍尔电压传感器测量电压的校正方法,其包括以下步骤:首先,测量霍尔电压传感器的幅频特性数据;即在霍尔电压传感器的输入信号幅度不变的情况下,改变其输入信号频率,测量其输出电压,取得霍尔电压传感器的输入信号频率值f、输入电压值Ui、输出电压测量值Um;根据上述取得的输入信号频率值f、输入电压值Ui、输出电压测量值Um计算出霍尔电压传感器不同输入信号频率值对应的频率响应H,根据上述取得的输入信号频率值f、输入电压值Ui、输出电压测量值Um和频率响应H拟合绘制出频率响应曲线;对绘制出的频率响应曲线进行分段线性评估,即评估出在某一段频率范围内,当霍尔电压传感器的频率响应H变化较小时,认为该段频率范围内的霍尔电压传感器的频率响应H为一固定值,得到霍尔电压传感器的输入信号频率分段对应的频率响应的代表值Hi;计算出霍尔电压传感器使用各个输入信号频率测量输出电压值的校正系数ai,该校正系数H100为输入信号频率f为100Hz时的频率响应值;Hi为各个输入信号频率对应的频率响应值,其可在步骤S4中的代表值中查到。
图为本发明一种用于霍尔电压传感器测量电压的校正方法的流程示意图
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