Погрешности преобразователей Холла.

Погрешность нуля, обусловлен­ная дрейфом остаточного напряже­ния, является одной из наиболее трудно устраняемых составляющих погрешности преобразователей Холла. Дрейф главным образом связан с колебаниями температуры преобразователя и наличием градиента температур между его
электродами. Одной из причин возникновения градиента температур является эффект Пельтье, который имеет место при питании преобразователя постоянным током.

Погрешность нуля является основной ха­рактеристикой, определяющей применимость преобразователей Холла для измерения слабых магнитных полей.

Погрешность линейности у различных типов преобразователей при изменении магнитной индукции от 0 до 10 Тл составляет 1—10%.
Хорошей линейностью характеристик отличаются преобразователи Холла из антимонида индия, у которых погрешность линейности составляет 0,1—1% в диапазоне В=0÷2 Тл и 1% при В=0,1÷10 Тл. Малую погрешность линейности (0,2%) при магнитной индукции до 1 Тл имеют преобразователи из арсенида-фосфида индия (InAsP).

Погрешность от собственного магнитного поля преобразователя. При прохож­дении через преобразователь тока возникает магнитное поле. Если это поле асимметрично, то интегральное по площади пластины значение индукции не будет равна нулю, а составит некоторую величину B_ас. Асимметрия поля может иметь место, если обратный провод токового вывода расположен вблизи преобразователя и асим­метрично по отношению к нему. Возникающая в результате взаимодей­ствия индукции В_ас и тока I дополнитель­ная ЭДС Холла пропорциональна квадра­ту тока I. Если пре­образователь находится на значительном расстоянии от ферромагнитных деталей, то магнитная индукция собственного по­ля преобразователя обычно не превы­шает 10^-6—10^-4 Тл. При нахождении пре­образователя вблизи полюсных наконеч­ников индукция этого поля может дости­гать 5·10^-4—10^-3 Тл, что приводит к су­щественной погрешности. Основной путь уменьшения влияния собственного магнит­ного поля — правильный монтаж преоб­разователя.

Погрешность направленности обуслов­лена зависимостью выходного сигнала преобразователя Холла от его пространственного расположения по отношению к век­тору магнитной индукции. Напряжение Холла имеет максимальное значение, когда вектор магнитной индукции направлен параллельно магнитной оси преобразователя, указывающей направление наибольшей чувствительности. В идеальном случае маг­нитная ось совпадает с нормалью к плоскости преобразователя.

Вопросы стабильности преобразователей Холла еще недостаточно изучены. По имеющимся данным, нестабильность чувствительности у некоторых типов пре­образователей составляет 0,1 — 1% в год. Существенное влияние на стабильность могут оказать механические напряжения, возникающие в процессе изготовления преобразователя и при его монтаже в датчике, а также температурные деформации. Преобразователи без подложки более стабильны, чем наклеенные на подложку.

Температурная погрешность преобразователей Холла обусловлена зависимо­стью от температуры постоянной Холла, сопротивления преобразователя и остаточ­ного напряжения. Температурный коэффициент чувствительности у лучших типов преобразователей составляет (5÷10)·10^-5К^-1. Малые значения температурной по­грешности характерны для преобразователей на основе гетероэпитаксильных струк­тур InSb тройного соединения InAs_0,8P_0,2 (γ_Θ≤0,0003 К^-1), из арсенида галлия (γ_Θ≤0,0006 К^-1 в диапазонах температур 20—300 °С), а также для некоторых типов преобразователей из германия (γ_Θ≤0,0003 К^-1), предназначенных для работы в относительно узком диапазоне температур.

Если температурные коэффициенты постоянной Холла и сопротивления имеют одинаковые знаки и близки по значению, коррекцию температурной погрешности можно осуществить при питании преобразователя от источника стабильного напря­жения. Такой режим питания целесообразно применять для преобразователей Холла из антимонида индия. Уменьшение температурной погрешности достигается также при применении схем коррекции с использованием терморезисторов. Однако, поскольку напряжение Холла сложным образом зависит от ряда температурно-зависимых параметров, осуществить точную коррекцию температурной по­грешности практически невозможно, особенно для широкого диапазона рабочих температур.