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电源技术论文
探头可更换的智能磁场测量仪的研制
摘要：介绍了一种基于霍尔效应的高精度、宽范围的智能磁场测量仪的硬件组成和软件
结构。该仪器具有探头可更换、能自动完成相应定标的特点，具有自动转换量程、自动
调零的功能，可实现对稳恒场，交变场正负峰值及峰峰值和频率，脉冲场峰值的测量。
关键词：自动定标 磁场测量 霍尔效应 自动调零 程控放大
基于霍尔效应的磁场测量方法灵敏度高、适应范围宽，既可测量恒定磁场，又可测量交
变磁场。但在使用过程中，霍尔探头容易由于人为因素造成损坏，这样就需要更换新的
探头。然而不同探头在相同电流下灵敏度不同，需要重新定标。定标过程比较复杂且需
要较高精度的专业定标设备，一般用户不具备这种条件。现在国内的同类产品多是在交
付用户使用前完成定标，一旦探头损坏就只能返回重新定标。
本文介绍一种更换探头后可自动重新定标且具有较高测量精度和较大测量范围的磁场测
量仪的硬件组成和软件结构。该测量仪可以完成对稳恒场，脉冲场峰值，交变场正负峰
值、峰峰值及其频率的测量，同时具有自动测量功能。
1 测量原理
霍尔效应的基本原理如图1所示。在Y方向通以电流I，并在Z方向施加磁感应强度为90的
磁场，那么载流子在X方向受到洛仑兹力作用而在两端产生霍尔电动势EH。根据霍尔效应
制造的霍尔器件是具有一定形状的半导体薄片，其霍尔电动势为： EH=RH(IB0/d)
(1)
式中，RH为与材料有关的霍尔系数，d为霍尔器件的厚度，I为流过霍尔器件的电流，Bo
为外磁场的磁感应强度。对一个霍尔器件而言，在电流I恒定的情况下，EH与外磁场Bo成
正比，设比例系数K=RH
。因此，对于不同的霍尔传感器，可以通过改变工作电流I，使其具有相同的比例系数。
霍尔器件的定标就是确定霍尔电动势EH与外磁场Bo的比例关系。所以在霍尔器件的线性
区，可以通过改变工作电流I，使其达到预先设置的霍尔
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