[實用新型]一種霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置

有效

• 申請號: 201520463464.6
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN204758692U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 王旭昊;高亞春;李朝鋒;胡劍生;李嘉;王海明
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;許昌許繼風電科技有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本實用新型涉及一種霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置，屬于光伏發電和傳感器的溫度補償技術領域。

背景技術

霍爾傳感器可作為一種電流檢測元件，能夠實現強弱電回路在電氣上的安全隔離。理想狀態下，我們期望霍爾傳感器輸出的信號電壓u與采樣電流i之間存在線性比例關系u＝Ki，其中K為霍爾傳感器將采樣電流轉換為信號電壓的線性轉換系數(單位:mV/A)，Ki為期望輸出的電壓信號。但實際上兩者之間的關系為u＝Ki+b+u’(T)+u”(i)，b是由傳感器內部結構和供電電源等因素引起的u與Ki之間的偏移電壓(誤差)。u’(T)是由溫度T導致的實際輸出信號u偏離期望信號Ki的溫漂電壓(誤差)，u”(i)是霍爾傳感器輸出的電壓信號相對于采樣電流i的非線性因子(誤差)。當達到霍爾傳感器的額定工作條件(額定供電電壓、額定電流采樣區間，額定工作溫度區間)時，K和b均為常量，u’(T)隨著溫度T的改變而改變，u”(i)趨近零可忽略不計。

從電氣結構設計的合理性、安全性以及電站整體運營質量的提高這幾個角度來說，采用霍爾傳感器來檢測光伏電站中數量龐大的組串電流是十分合適的，因此目前有越來越多的光伏電站在選擇電流檢測元件時青睞使用霍爾傳感器。因受其自身物理原理和材質特性的影響，霍爾傳感器的輸出信號通常具有比較明顯的溫漂效應，因此如果從光伏組串電流采樣精度的保證這一角度來說，霍爾傳感器并不適合作為一種能夠直接批量投運于光伏電站室外變溫環境的電流采樣元件。例如運行在新疆五家渠地區的光伏電站，深冬清晨時站內的室外氣溫可低至-40℃，此時站內的所有霍爾傳感器均因低溫而產生了嚴重溫漂，輸出的溫漂電壓最大可超過50mV。由于冬日清晨陽光強度低導致光伏組串電流微弱，霍爾傳感器輸出的有效信號電壓僅略高于0mV，此時有效信號電壓幾乎“淹沒”在了溫漂電壓中。

通過對多個廠家提供的霍爾傳感器樣品進行測試發現，一批型號相同的霍爾傳感器在溫度和供電電源均保持恒定的條件下，雖然不同器件個體的偏移電壓b和溫漂電壓u’(T)各不相同但也都可保持恒定狀態，因此使用簡單的消去法即可去除誤差信號b+u’(T)，但在變溫條件下其溫漂特性趨于復雜。設溫度失調電壓為V_OT(溫度每變化1℃所引起的溫漂電壓的變化量，單位mV/℃)。我們通常期望在一批同型號的霍爾傳感器產品中，每個個體的V_OT均相等且保持恒定，以便采用這種以V_OT恒定為前提的線性溫度補償法。但因受現有技術水平和生產工藝所限，不同器件個體在同一溫度環境下的V_OT相差比較大，甚至同一器件個體在不同溫度條件下的V_OT也不能保持恒定。

現有的霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置和溫漂電壓補償裝置雖然能夠檢測和補償個別的霍爾傳感器的溫漂電壓，但是在光伏電站這種溫度變化區間大(不同地域、不同季節的差異，最大可達-40℃至60℃)且待測的組串電流數量多(發電量每增加1兆瓦需增加100-200只霍爾傳感器)的室外工程中，由于投入了特別多的霍爾傳感器，使用常規的溫漂電壓檢測裝置和補償裝置并不能有效地進行溫漂電壓檢測和補償，所以必須設計一種效果好、同時能夠在光伏電站這個特殊使用環境中有效使用的霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置和溫漂電壓補償裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置，用以解決傳統的霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置不能有效地進行溫漂電壓檢測的問題。

為實現上述目的，本實用新型的方案包括一種霍爾傳感器溫漂電壓檢測裝置，所述檢測裝置包括至少一個傳感器測試箱和溫漂特性記錄儀，每個所述傳感器測試箱中設置若干個測試座，其中一個測試座用于安裝一個溫度傳感器，其他的測試座用于安裝霍爾傳感器，所述測試座設有與霍爾傳感器/溫度傳感器的信號輸出端電連接的信號端子，所述溫漂特性記錄儀通過線纜連接各所述測試座的信號端子；所述溫漂特性記錄儀包括MCU和與所述傳感器測試箱一一對應的數據傳輸模塊，所述測試座的信號端子通過所述線纜對應連接所述數據傳輸模塊的輸入端，所述MCU采樣連接所有的數據傳輸模塊的輸出端。

所述數據傳輸模塊包括依次連接的多通道選擇電路、信號放大濾波電路和AD轉換電路，所述傳感器測試箱中的霍爾傳感器和溫度傳感器對應連接所述多通道選擇電路的輸入端，所述MCU采樣連接所有的數據傳輸模塊中的AD轉換電路的輸出端，所述MCU控制連接所有的數據傳輸模塊中的多通道選擇電路和AD轉換電路。

所述MCU具有數據傳輸接口。