【经验】Hall电流传感器的校准方法
时至今日，Hall技术在传感器产品上的应用已经非常多样化，位移，角度，磁场，电流等等的检测在工业、汽车、消费等领域都得多越来越多的体现。其接触特性，抗干扰能力强的优势在可靠性要求高工业、汽车应用尤其倍受青睐。
本文我们以MELEXIS MLX91207 Hall电流传感器为例，基于笔者实际调试经验来和大家分享一下，在校准过程中需要注意的事项。
首先，我们看看MLX91207本身。这款芯片是基于Hall技术开发，重要的参数包括：
1）磁场灵敏度，不同的电流检测范围选择不同的灵敏度，大电流产生较高磁通量密度，需要选择较小的灵敏度；反之亦然。
2）磁通量检测范围，保证磁通量密度在测量范围内才能获得最好的精度。得益于芯片内部集成自动增益控制系统，芯片可以调整当前增益参数来配合磁通量密度检测。
3）通电导体，针对动则几百A的大电流，需要选择合适的导体，以防导体过热烧毁。
4）应用电路，可以参考Datasheet应用电路。
芯片参数确定，且电路设计完成后，由于传感器需要和软性磁铁进行配合来检测电流，存在结构上的配合。另外芯片对于不同的电流检测范围需要做线性化输出，故需要对电流传感器进行校准。Melexis为了简化客户端校准过程，专门开发了校准专用工具PTC-04。使用这套工具可以半自动化的完成整个校准过程，整套工具有硬件和软件组成。
我们可以从下图看到这套工具的整个链路架构：
对于应用者而言，Hardware层以上都由通过安装软件来实现。软件我们全套提供。其中特别需要注意的是Firmware，不同的产品有不同的Firmware，所以我们需要选择对应的Firmware。
图1：系统架构
接着，连接传感器模块，这部分比较简单，只需要连接工具对应的VDD，VSS，OUT即可，芯片和PTC-04直接使用单线通信方式。
连接完成可以进行实际校准了，下图是软件UI界面：
图2：软件UI
方便起见，我用红色框对不同部分内容进行了标识，第1部分包括Solver Steps，Calibration Setup和 Default EEPROM Settings。这里主要需要注意的地方是Calibration Setup这个部分，Position1和Position2代表两个校准点。我们常常犯的错误是用Position1做校准的时候，没有对Position2进行对应的设置，最佳的做法是根据自己需求，先对Calibration Setup所有参数进行设定，后再点Solver Steps 第一步New Device对参数进行存储。
另外一点是记得填写Ambient Temperature。这个参数帮助校准温度对于测量的影响，因为在大电流情况下，测量系统温度上升非常明显。Calibration Setup设定好后，即可以根据Solver Steps提示按部就班进行即可。
特别提醒：步骤7 Program MLXLock在调试开发阶段不需要操作，因为这个操作不可撤回，芯片一旦锁定即不可以在进行EEPROM擦写。PTC-04帮你完成内部的计算。
第2部分属于PTC-04软件集成的一些有用功能，包括EEPROM内容读取显示，仿真测试等，对于实时调试非常有帮助。例如，我们经常在现场通过Measurements来实时测量当前输出是否符合预期。
第3部分主要关注Solver菜单，Melexis提供了两个校准算法，分别是0-Max和Min-Max。通常情况下我们使用后者，也是默认选项。如果选用0-Max算法，需要主要在Position1校准时，需要严格的0mT磁通量环境。
第4部分是Melexis的人性化功能，PTC-04同时可以支持连接16个芯片，通过这里来选择当前操作的芯片。
是不是很简单呢？其实工具帮助我们做了大量计算及参数修改动作，这也是Melexis产品服务的一部分。
相关技术文档：
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逆流 Lv7. 资深专家 2018-03-19同时支持16个芯片，如何实现切换，需要外接开关切换吗？- 世小强回复： 您好，相关技术问题可到“技术难题”频道提问，我们有专家团队为您提供专业的解答！
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产品 发布时间 : 2022-10-25
电子商城
品牌：MELEXIS
品类：Integrated Current Sensor IC
价格：￥15.3811
现货： 50,899
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
可自由定制铜排形状尺寸；检测精度：0.5%~1.0；电流测量范围 ±300-500A。低噪音 (0.27mVpp)；低磁力残余误差:2mV；响应性能<4μSec；支持RoHS指令 、AEC-Q200。
最小起订量： 100个 提交需求>
可定制LED组件/LED传感/UV模组的电压、电流、波长等性能参数，电压：3-24V，，电流：30-3500mA，波长：270-940nm；材质：食品级POM，阻燃PC；防水等级：IP20-IP68。
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