开环霍尔直流电流传感器及其校正方法设计

在铁路通信机房的蓄电池组充放电电流监测应用中,开环霍尔直流电流传感器随环境温度变化,电流测量值出现很大偏差,不能满足应用的精度要求。本文使用离线式软件方法,实现电流传感器的校正；估值模型的实现和电流测量值计算分别由校正软件和智能开环霍尔直流电流传感器实现。其次,设计了智能开环霍尔直流电流传感器,将开环霍尔直流电流传感器集成到单片机控制系统上,增加温度采集检测单元和通信接口单元。严格控制采集通道的精度。基于RS485物理接口和Modbus协议,实现多只模块串接的串行通信方式,为批量编址和自动校准实现奠定了基础。再次,设计了校正方法,实现了智能电流传感器自动批量离线校正。对所有设备的通信管理,确定实验流程、校准流程和校准算法。合并考虑传感器的输出和温度,拟合出它们与输入的二元多项式模型,并确定适合多只传感器的模型实现形式。在试验基础上总结多只开环霍尔传感器的输入输出模型阶次的最大值作为初始阶次,根据经验建立模型池,在基于最小二乘法进行曲面拟合数据时,使用精度约束条件,评估了拟合优劣。最后,实验验证了校正方法。给出了批量校准和批量检验的效果,并抽样分析了校正后的传感器的温漂,线性度和精度。在-10℃到50℃的二元曲面校准的传感器,较之于常温线性校准(20-C)、工作于-10℃到50℃的传感器,上述指标显著提高。