直流激励下霍尔传感器的位移特性实验实验一..doc

《传感器技术原理与应用》实验报告 实验一 直流激励下霍尔传感器的位移特性实验 一、实验目的： 掌握霍尔传感器的特性与应用 答：霍尔传感器是根据霍尔元件的电磁特性（控制电流与输出之间的关系，霍尔输出与磁场之间的关系） 输出电压与控制电流之间呈线性关系，直线的斜率称为控制电流灵敏度。 固定控制电流，元件的开路霍尔输出随磁场的增加呈线性关系。 基本原理 在半导体薄片两端通以控制电流，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为的霍尔电势，这种现象为霍尔效应。根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。 假设在N型半导体薄片上通以电流，则半导体中载流子将沿着和电流相反的方向运动，若在垂直于薄片平面的方向加以磁场，则在洛伦兹力(为电子电量，为电子速，为磁场强度)作用下，电子向一边偏转， 并使该边电子形成积累，则在另一边积累正电荷，于是产生电场，该电场使电子继续偏转，当电场作用在电子的力与洛伦兹力相等的时候，电子的积累达到动态平衡。此时，在薄片两横端面间建立的电场为霍尔电场，相应的电势为霍尔电势，大小为 --霍尔常数； --控制电流； --磁场强度； --霍尔元件的厚度； 令(成为霍尔元件的灵敏度)；则 。 实验结果记录 第一组数据 第二组数据 第三组数据 刻度/mm 电压/V 刻度/mm 电压/V 刻度/mm 电压/V 12.15 0.001 12.45 0.007 12.52 -0.007 12.65 -0.525 11.95 0.520 13.02 -0.498 13.15 -0.953 11.45 1.083 13.52 -0.988 13.65 -1.399 10.95 1.668 14.02 -1.476 14.15 -1.754 10.45 2.22 14.52 -1.932 14.65 -2.00 9.95 2.70 15.02 -2.34 15.15 -2.14 9.45 2.94 15.52 -2.66 15.65 -2.23 8.95 3.03 16.02 -2.77 16.15 -2.28 8.45 3.03 16.52 -2.78 16.65 -2.32 8.95 3.04 16.02 -2.80 17.15 -2.35 9.45 2.96 15.52 -2.67 17.65 -2.35 9.95 2.76 15.02 -2.36 17.15 -2.35 10.45 2.33 14.52 -1.92 16.65 -2.32 10.95 1.78 14.02 -1.54 16.15 -2.29 11.45 1.151 13.52 -1.058 15.65 -2.33 11.95 0.592 13.02 -0.544 15.15 -2.14 12.45 0.078 12.52 -0.030 14.65 -2.03 12.95 -0.410 12.02 0.501 14.15 -1.825 13.45 -0.895 11.52 1.081 13.65 -1.062 13.95 -1.396 11.02 1.702 13.15 -0.712 14.45 -1.896 10.52 2.31 12.65 -0.299 14.95 -2.33 10.02 2.79 12.15 0.175 15.45 -2.61 9.52 3.05 11.65 0.672 15.95 -2.71 9.02 3.13 11.15 1.154 16.45 -2.75 8.52 3.11 10.65 1.633 15.95 -2.57 9.02 3.08 10.15 2.03 15.45 -2.43 9.52 3.00 9.65 2.36 14.95 -2.17 10.02 2.71 9.15 2.54 14.45 -1.828 10.52 2.28 8.65 2.63 13.95 -1.431 11.02 1.66 8.15 2.73 13.45 -0.960 11.52 1.07 7.65 2.82 12.95 -0.482 12.02 0.506 7.15 2.83 12.45 -0.016 12.52 0.010 6.65 2.84 6.15 2.84 6.65 2.90 7.15 2.87 7.65 2.61 8.15 2.60 8.65 2.66 9.15 2.83 9.65 2.99 10.