原标题：霍尔效应分芯电流传感器校准站

　　最近，我一直在研究太阳能离网监测系统。在系统中有几个分芯霍尔效应传感器，用于监测太阳能电池板电流、电池充电电流和逆变器输入电流中的直流电流。这些电流可以从0 A到大约20 A不等，因此任务之一是通过检查传感器在不同电流下的输出来校准传感器，并根据此信息使用传感器上的电位计调整零点和增益。

　　首先介绍一下背景知识：分芯霍尔效应传感器不是基于变压器的传感器(因为这显然不适用于直流系统)，而是使用固态器件来测量磁场强度。 因此，为了开始校准任务，我将一根电线连接到台式电源;一端为 + 输出，另一端为 – 输出。接下来，我将电源设置为提供 1 A 的恒定电流(这可以在大多数电源上通过将电压输出设置为任意的非零数字(例如 2 V)来完成。然后将电流限制设置为 1 A。一些电源将此称为恒流设置。最后，我打开分芯铰链顶部，将电线放入并关闭芯关闭。

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　　霍尔效应传感器通常有 3 个引线：工作电压(+5 V)、接地和传感器输出电压，后者是感测磁场的线性函数。所以现在我可以测量 1 A 的输出，但我想检查几个高达 20 A 的点。我没有 20 A 恒压电源。(你现在可能远远领先于我。答案是打开分体式芯铰链并使用相同的电线添加更多缠绕。然后，感应到的磁场与包裹的数量成比例增长。因此，为了获得 20 A 信号，我可以放置 20 个包装并将其连接到 1 A 输入或使用 10 个包装和一个 2 A 输入。事实证明，包装和解开很累，容易出错，我认为最好设置一个校准站。

　　让我们从夹紧分芯霍尔效应传感器(图1):

　　图1 夹紧霍尔效应传感器的霍尔效应分体式电流传感器校准站的图像。

　　接下来是最重要的原理图(图2):

　　图2 校准站示意图。

　　(好吧，它不像你的手机那么复杂，但它仍然可以做一些有用的事情......它可以对模拟信号进行乘法运算。

　　因此，校准站由一个带有双香蕉插孔和一段电线的外壳组成。 其余的魔力在于正确创建一些回路，为我们提供不同的视在霍尔效应传感器中测量的视在电流。

　　如图 1 所示;外壳有 4 个孔，我们称之为盒子。在此示例中，我们将创建 4 个独特的盒式绕组，分别是 1 个环路、2 个环路、5 个环路和 10 个环路。 这意味着，当香蕉插孔上的 2 A 输入时，夹紧式霍尔效应传感器将在各个盒子位置上测量 2 A、4 A、10 A 和 20 A。 上面我松散地使用了“循环”这个词，正如你将看到的。

　　让我们来看看如何在 (图3).

　　图3 该图显示了 24 号电线如何绕每个盒子以生成 1、2、5 和 10 个环。

　　图3 显示了工作站，其中盖子和支腿已移除，以及上述示例的内部接线。我使用了大约 100 英寸的 24 号电线。它实际上是固定电话线，但它与以太网电缆中的单个电线相同。(尽管电线类型并不重要，重要的是它是否可以处理电源提供的放大器，并且您可以将其安装在外壳中。

　　现在，电线从红色香蕉插孔开始。由于额外的电线束起来，有点难以看到，但电线随后下降到盒子 1 下方的下部通道中。您可以看到只有一根电线穿过框一下方的通道。传感器夹在这个下通道周围，所以，如果你把传感器夹在盒子1的下通道上，它只能看到1线的磁场，所以是电源电流的1倍。查看框 2，我们可以看到电线首先穿过框下方的下通道。 然后，它以逆时针方向环绕框 2。 在此包装盒 2 之后，下部通道中有 2 根电线，因此夹在盒子 2 位置的传感器将看到 2 倍的磁场，因此它将记录 2 倍的电源电流。以类似的方式， 框 3 将在下通道中将电线穿过它下方，然后在盒子周围逆时针缠绕 4 条，然后通过框 4。传感器将看到框 3 上磁场的 5 倍。盒子 4 以类似的方式创建，但盒子周围有 9 个包裹，因此传感器可以看到 10 根导线中的电流，磁场的 10 倍，从而测量 10 倍的电源电流。然后将电线连接到黑色香蕉插孔。

　　在这个例子中，我们使用了 1x、2x、5x 和 10x，但你可以使用任何适合你需求的东西。一种选择是使它们都相同，比如 5 倍，然后您可以同时校准 4 个传感器。事实上，您可以将多个校准台串联起来，一次校准 8、12、16 等。另请注意，10x 不是最大值。看起来你可以在一个盒子上得到更多的包装。

　　一些注意事项：

　　我称它为校准台，因此在实际设置中，您可能希望将一个好的，经过校准的电流表(例如51/2位实验室仪表)与校准台对齐。此外，如果您没有恒流电源，只需使用任何带有适当串联电阻器和电流表的直流电源即可。

　　它使用 6 毫米 M3 螺钉组装，香蕉千斤顶是 Pomona 型号 4243，但我怀疑其他香蕉插孔适合。此外，我在几个地方使用了热胶来控制接线。

　　腿上有孔，可让您将其拧到长凳或稳定的底座上。

　　希望这种设计能让您在准备分芯霍尔效应传感器以用于您的项目时更轻松地工作。

　　达米安·博尼卡托 是一名咨询工程师，在嵌入式硬件、固件和系统设计方面拥有数十年的经验。他拥有30多项专利。

　　凤凰博尼卡托 是一名自由撰稿人。