一种智能磁场传感器描述了一个用来测量磁场的自校准传感激励器的例子。图2.14中所示具体描述了基于霍尔效应的基本原理:当电流JⅡ腮通过暴露在外部磁场中的盘形导体或者半导体材料时,电压跨过横断面产生电流流动。这被称为霍尔电压yH,与r:Ⅱ和磁通密度BExT成正比,因此能够被用来检测磁通密度。然而霍尔

传感器的灵敏度不太好定义,例如温度对其的影响较大。补偿交叉灵敏度的一个方法是共集成一个温度传感器(见2,3.2节),例如,它能被用来调节温度依赖的,以获得与温度无关的总体灵敏度。

ADAU1761

   图2.15a展示了另外一种有吸引力的方法,能够在理论上消除霍尔传感器的任何误差:由一个线圈围绕在霍尔传感器周围制成一个磁场传感激励器。参考电流rREF通过线圈会产生一个磁场B田F,并且附加到外部磁场中,因此,测量的霍尔电压结果与两个磁场的和成正比。如果在此时调制或者脉冲驱动参考电流,就能够分离参考磁场和外部磁场的响应,依据图2.13,我们就能够构建一个自校准磁场传感激励器。实验结果(见图2.15b)显示这种方式确实能够实现:用了自校准后,灵敏度不再由霍尔板决定,而是由线圈决定,最终结果是对温度的交叉灵敏度从0,18%/Κ减少到少于0.01%/K。

    图2.15 a)霍尔板和线圈组成传感激励器;b)有、无自校准情况下的温度交叉灵敏度测量结果本章参考文献[33]中描述采用这一原理在自校准霍尔传感器中对电流测量更近了一步。图2.16所示为CMOS芯片的原理图。在这个设计中,霍尔板由方波调制电流产生偏置。因此,在霍尔金属盘中电流的方向被周期性地翻转。这

就是本章参考文献[23]中所说的旋转电流原理的运用,使得霍尔金属盘产生偏置,并且区别开放大器A与霍尔金属盘对磁场的响应。作为偏置电流调制的结果,后者会在霍尔电压中产生一个调制分量,而偏置会产生直流分量。采用适合的解调方案,这两个分量可以分开。