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文档简介

实验 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验传感器的种类繁多，传感器技术是一门分散型技术.又是一门知识密集性技术。它涉及物理、化学、生物、材料、电子学等几乎所有的科学技术。一、实验目的：1、掌握霍尔传感器工作原理与应用；2、通过静态位移量输入了解霍尔传感器工作特性。二、实验仪器：霍尔传感器模块（THSRZ-1型）或（DH-CG2000型）、霍尔传感器、测微头、直流电源、数显电压表。三、实验原理：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，18551938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。1、霍耳元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者垂直的方向上将产生霍耳电势差UH 。 （1）（1）式中K为元件的霍耳灵敏度。如果保持霍耳元件的电流I不变，而使其在一个均匀梯度的磁场中移动时，则输出的霍耳电势差变化量为：图 1 （2） （2）式中为位移量，此式说明若为常数时，与成正比。为实现均匀梯度的磁场，可以如图1所示两块相同的磁铁（磁铁截面积及表面磁感应强度相同）相对放置，即N极与N极相对，两磁铁之间留一等间距间隙，霍耳元件平行于磁铁放在该间隙的中轴上。间隙大小要根据测量范围和测量灵敏度要求而定，间隙越小，磁场梯度就越大，灵敏度就越高。磁铁截面要远大于霍耳元件，以尽可能的减小边缘效应影响，提高测量精确度。 若磁铁间隙内中心截面处的磁感应强度为零，霍耳元件处于该处时，输出的霍耳电势差应该为零。当霍尔元件偏离中心沿Z轴发生位移时，由于磁感应强度不再为零，霍尔元件也就产生相应的电势差输出，其大小可以用数字电压表测量。由此可以将霍尔电势差为零时元件所处的位置作为位移参考零点。霍尔电势差与位移量之间存在一一对应关系，当位移量较小（2mm），这一一对应关系具有良好的线性。四、实验内容与步骤有关旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置200mv档，直流稳压电源置2V档。图3 霍尔传感器直流激励接线图（DH-CG2000型）1、按图3接线2、开启主、副电源将差动放大器调零后，增益旋到最小 4、调整w1使电压表指示为零（必要时调整测微头）。4、上下旋动测微头，记下电压
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