科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·34·2020年第15期
文章编号：2095－6835（2020）15－0034－03
刘耐特1，赵伟2
（1.武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉430070；2.华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074）
摘要：线性霍尔传感器用已广泛用于汽车的各种零部件中，但传感器的输出值会随温度显著波动，需要进行温度补偿。传统曲线拟合补偿的效果无法满足要求。考虑到测量装置中温度传感器的布置方式与结构，提出了一种时滞的概念，即其中一只传感器的温度响应在时间上滞后会于另一只，并在基础上设计了基于时滞的拟合算法。
通过对大量测量数据的处理与分析，证明了该算法的有效性。
关键词：磁场测量；温度补偿；最小二乘法；时滞
中图分类号：TH73文献标识码：A DOI：10.15913/jki.kjycx.2020.15.014
1引言
线性霍尔传感器可以检测磁场并输出与磁场强度成线
性关系的电信号，从而实现对位置、角度、电流等的精确测
汽车漂移技术量。随着现代汽车的电子控制系统对检测与控制精度、抗干
扰、小体积等多方需求越来越高，汽车上采用了越来越多的
霍尔传感器，广泛用于各种汽车零部件中，如电动汽车电池
充放电流检测、方向盘转角、悬架控制、油门踏板行程、节
气门开度、档杆位置、车门位置、玻璃升降等。如今霍尔传感器的生产厂商众多，型号多样，但都存在输出信号随温度漂移的问题，由于汽车使用要求在﹣40～+125℃的环境温度，温漂的影响更加不可忽视。
本文在电动汽车电池电流监测电路模块中使用了美国ADI公司生产的高精度线性霍尔传感器AD22151，使用中发现即便采用厂家推荐的各种温度补偿措施，其输出增益仍随温度显著波动[1]，效
果仍然不能令人满意。因此还安装了型号为LM35的温度传感器，同时采集磁场与温度数据，尝试通过数据处理进行最后的温度补偿[2-3]。但在实际测量中发现，若采用通常的基于曲线拟合的温度补偿算法[4]，效果不好且会随时间发生变化。本文在反复的高低温环境试验基础上，通过对大量试验数据的分析，提出了一种效果较好且性能稳定的温度补偿算法。
2温漂试验
本文的温漂实验在中国船舶重工集团第七一〇研究所磁学研究中心进行。实验过程中，传感器与测量装置放置在专门零磁场高低温试验箱中，试验温度范围为﹣10～+70℃。
图1所示为零磁环境下采集的测量数据曲线。图中横坐标为采样点（数据采样频率为1次/min，下同），可视为时间，图1中所示的实线是磁场传感器采集的数据，虚线是温度传感器采集的数据。
图1线性霍尔传感器的温漂试验曲线
从图中曲线可以看出，零磁场环境下传感器的测量数值与温度有明显的相关性，近似为比例关系。这表明，霍尔传感器的输出是有可能通过数据处理算法来进行温度补偿的。3基于曲线拟合的温度补偿
本文对所采集磁场数据的温度补偿步骤为：①拟合。用最小二乘法对磁场与温度数据进行拟合。②补偿。用拟合方程补偿（校正）所采集的磁场数据。
本文对升温段、降温段以及连续升降温分别进行温度补偿。需要指出的是，虽然不同传感器的温度特性略有差别但存在相似性，但本文的数据源于同一只传感器。
3.1升温段
图2所示是所记录的升温段磁场及温度变化曲线，图3所示为上述采集数据生成磁场与温度的散点图。
从图中可看出，在80min时间内，温度从3℃升温到50℃，所采集的磁场数值变化范围为﹣47～+14μT
。
图2升温过程中的测量数据
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