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霍爾乘法器
霍爾乘法器的作用是將整機輸出的直流電流I調制成與流量信號相同的電壓ef，以實現征集閉環負反饋和進行除法運算，補償電源電壓、電源頻率波動的影響，并達到量程連續可調的目的。
霍爾乘法器是根據半導體霍爾效應原理制成的部件。鍺霍爾元件HZ-1型又兩對互相垂直的電極，它的形狀如圖4-12a所示。其中一對電極a、b為輸出電勢極，另一對電極c、d為控制電流極。如果把同游電流if的矩形半導體霍爾元件薄片至于磁回路氣隙為δ（0.5mm~0.6mm）的磁場中，此磁場的方向應與霍爾元件平面相垂直，如圖4-12b所示，則由于存在霍爾效應，在霍爾電勢極a、b兩端產生一個其大小正比于電流if和直流磁場Bf的乘積的霍爾電勢eH，所以稱為霍爾乘法器。



當if或Bf=0時，應有eH=0,而if≠0時，eH≠0. 產生不等位電勢的主要原因是由于兩個霍爾電勢極a、b在制作時不可能絕對對稱地焊在霍爾片兩側，如圖4-13a所示。因此，當控制電流if流過霍爾片時，a、b兩電極不處在同一等位面上，這時雖然 未加磁場，a、b之間存在電勢差V0，該電勢差就稱為不等位電勢。另外，元件材料的電阻率不均勻或霍爾片厚薄不均勻，控制電流極c、d的端面焊點接觸不良等，也是產生不等位電勢的原因之一。分析不等位電勢時，把霍爾元件等效成一個橋路（見圖4-13b）。不等位電勢V0相當于橋路不平衡時輸出量，這是不希望有的。為了克服不等位電勢帶來的影響，電路根據橋路平衡原理進行了補償，它的補償電路如圖4-14歲哦是。為消除不等位電勢，霍爾乘法器中的R1、R2、W1和霍爾元件HZ-1型組成橋式電路，調節W1的滑臂位置，可以是V0輸出為最小（一般在0~50μF左右）。但是補償不等位電勢的電阻溫度系數不等于霍爾元件電阻率的溫度系數，因此即使調平衡后，溫度變化仍會影響不等位電勢。如果采用具有相同溫度系數的電阻來補償，對霍爾元件雖然可以，但對整個乘法器部件來說卻并不一定合適，因為霍爾元件和磁路的溫度系數亦不相同，有正有負。其試驗數據如表4-1、4-2所示。一般來說，當環境溫度升高時，霍爾元件的不等位電勢V0下降，而部件的輸出電勢eH增大，在溫度超過45~50℃時，eH卡事下降，兩者有互相補償作用，但也要設計到磁體結構的合理選擇、磁性材料的特性，在安裝和灌封霍爾元件時，必須對霍爾元件的性能進行挑選、老化和篩選。

轉換器的輸入為交流毫伏信號，而輸出為直流電流I，因此轉換器的反饋電流必須具有將直流電流I成比例地變成交流的特性，霍爾乘法器就是具有這種特性的裝置。圖4-14電路中，霍爾元件的控制電流if取自電流互感器B1（見圖4-12），轉換器的輸出電流I就是霍爾乘法器的激磁電流。這里if可視為幅值不變的與流量信號同相的電流，所以霍爾乘法器輸出的交流電勢eH的幅值與I成正比，其相位與流量信號同相或反相（視磁場方向而定）。此電勢反饋至前置放大器的輸入端，從而實現整機閉環負反饋。
關于補償電源電壓、電源頻率波動的影響問題，已在轉換器的工作原理中作了分析，這里再簡要地說明它的補償作用。從4-9、4-10式可以看出，當電源電壓變化時，引起變送器激磁電流is的變化（即磁感應強度B的變化），因此流量信號e也發送變化，但由于is的變化引起霍爾乘法器控制電流if的變化，霍爾乘法器的輸出電勢eH也發送變化。又因為e與eH幾乎保持不變，故輸出電流I亦保持不變，得到了補償。電源頻率變化的影響與上述相同。