霍尔乘法器
霍尔乘法器的作用是将整机输出的直流电流I调制成与流量信号相同的电压ef，以实现征集闭环负反馈和进行除法运算，补偿电源电压、电源频率波动的影响，并达到量程连续可调的目的。
霍尔乘法器是根据半导体霍尔效应原理制成的部件。锗霍尔元件HZ-1型又两对互相垂直的电极，它的形状如图4-12a所示。其中一对电极a、b为输出电势极，另一对电极c、d为控制电流极。如果把同游电流if的矩形半导体霍尔元件薄片至于磁回路气隙为δ（0.5mm~0.6mm）的磁场中，此磁场的方向应与霍尔元件平面相垂直，如图4-12b所示，则由于存在霍尔效应，在霍尔电势极a、b两端产生一个其大小正比于电流if和直流磁场Bf的乘积的霍尔电势eH，所以称为霍尔乘法器。



当if或Bf=0时，应有eH=0,而if≠0时，eH≠0. 产生不等位电势的主要原因是由于两个霍尔电势极a、b在制作时不可能绝对对称地焊在霍尔片两侧，如图4-13a所示。因此，当控制电流if流过霍尔片时，a、b两电极不处在同一等位面上，这时虽然 未加磁场，a、b之间存在电势差V0，该电势差就称为不等位电势。另外，元件材料的电阻率不均匀或霍尔片厚薄不均匀，控制电流极c、d的端面焊点接触不良等，也是产生不等位电势的原因之一。分析不等位电势时，把霍尔元件等效成一个桥路（见图4-13b）。不等位电势V0相当于桥路不平衡时输出量，这是不希望有的。为了克服不等位电势带来的影响，电路根据桥路平衡原理进行了补偿，它的补偿电路如图4-14岁哦是。为消除不等位电势，霍尔乘法器中的R1、R2、W1和霍尔元件HZ-1型组成桥式电路，调节W1的滑臂位置，可以是V0输出为最小（一般在0~50μF左右）。但是补偿不等位电势的电阻温度系数不等于霍尔元件电阻率的温度系数，因此即使调平衡后，温度变化仍会影响不等位电势。如果采用具有相同温度系数的电阻来补偿，对霍尔元件虽然可以，但对整个乘法器部件来说却并不一定合适，因为霍尔元件和磁路的温度系数亦不相同，有正有负。其试验数据如表4-1、4-2所示。一般来说，当环境温度升高时，霍尔元件的不等位电势V0下降，而部件的输出电势eH增大，在温度超过45~50℃时，eH卡事下降，两者有互相补偿作用，但也要设计到磁体结构的合理选择、磁性材料的特性，在安装和灌封霍尔元件时，必须对霍尔元件的性能进行挑选、老化和筛选。

转换器的输入为交流毫伏信号，而输出为直流电流I，因此转换器的反馈电流必须具有将直流电流I成比例地变成交流的特性，霍尔乘法器就是具有这种特性的装置。图4-14电路中，霍尔元件的控制电流if取自电流互感器B1（见图4-12），转换器的输出电流I就是霍尔乘法器的激磁电流。这里if可视为幅值不变的与流量信号同相的电流，所以霍尔乘法器输出的交流电势eH的幅值与I成正比，其相位与流量信号同相或反相（视磁场方向而定）。此电势反馈至前置放大器的输入端，从而实现整机闭环负反馈。
关于补偿电源电压、电源频率波动的影响问题，已在转换器的工作原理中作了分析，这里再简要地说明它的补偿作用。从4-9、4-10式可以看出，当电源电压变化时，引起变送器激磁电流is的变化（即磁感应强度B的变化），因此流量信号e也发送变化，但由于is的变化引起霍尔乘法器控制电流if的变化，霍尔乘法器的输出电势eH也发送变化。又因为e与eH几乎保持不变，故输出电流I亦保持不变，得到了补偿。电源频率变化的影响与上述相同。