传感器与检测技术 使用霍尔传感器测速度 11 项目五（2）使用霍尔传感器检测转速.docx

课程名称： 课程名称： 传感器与检测技术 辽宁装备制造职业技术学院 PAGE 4第 PAGE 4 第11次 第 页 课 题 使用霍尔式传感器检测物位 教学目标 知识目标 技能目标 1.理解霍尔式传感器的工作原理、特点及使用方法； 2.掌握霍尔式传感器的典型应用。 会使用霍尔式传感器进行物位的检测。 教学重点 霍尔式传感器工作原理 霍尔式传感器应用 教学难点 霍尔式传感器工作原理 教学准备 多媒体课件、相关视频、图片等 教学过程 方法与手段 教学备注 前课回顾 1.电涡流效应 2.电涡流传感器的种类和结构 3.如何使用电涡流传感器进行物位检测？ 云班课签到 随机提问 10min 任务导入 可以实现非接触测量的接近开关有很多种，霍尔传感器是常被用作接近开关的另外一种传感器。 （组织学生讨论非接触测量的优势，引入磁场强度的测量和霍尔传感器） 启发式 学生讨论 5min 新课讲授 教师活动： 1.分配小组（每 5-6名学生为一组）； 2.教师展示多媒体上的霍尔式传感器的定位测量。 学生活动： 1.观看多媒体演示； 2.思考问题，寻找物位检测的方法。 学生讨论 10min 项目六 物位的检测 任务二 使用霍尔式传感器检测物位 1.霍尔式传感器的工作原理 霍尔效应：在置于磁场中的导体或半导体里通入电流，若电流与磁场垂直，则在与电流与磁场都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象称为霍尔效应。 10min教师讲授 10min 教师讲授 10min教师讲授霍尔电势正比于电流强度和磁场强度，且与霍尔元件的形状有关。在电流强度恒定、元件形状确定的情况下，霍尔电势正比于磁场强度。 10min 教师讲授 2.霍尔元件 霍尔元件是根据霍尔效应原理制成的磁电转换元件，常用锗、硅、砷化镓及锑化铟等半导体材料制成。 3.霍尔传感器的测量电路及补偿 （1）测量电路 10min教师讲授 10min 教师讲授 （2）温度误差及补偿 由于霍尔元件的基片是半导体材料，因而对温度的变化很敏感。为了减小霍尔元件的温度误差，可以采取如下措施： ① 选用温度系数小的元件。 ② 采用恒温措施。 ③ 采用恒流源供电。 （3）零位特性及补偿 1） 零位特性和零位误差 零位特性是指在无外加磁场或无控制电流的情况下，元件产生输出电压的特性。零位特性产生的误差是零位误差。 2）不等位电势 霍尔元件在额定激励电流的作用下，若元件不加外磁场，则输出的霍尔电势的理想值应为0，但实际不等于0，此时的空载霍尔电势称为不等位电势。产生的原因有以下几方面： ① 存在电极的安装位置不对称。 ② 半导体材料的电阻率不均衡或几何尺寸不均匀。 ③ 激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。 3）不等位电阻 10min学生讨论不等位电阻一般为： 10min 学生讨论 其产生的主要原因是由于霍尔电极安装时不在同一个电位面上，因而两者之间存在不等位电阻，可以利用桥路平衡的原理来补偿。 4.霍尔集成传感器 （1）线性型霍尔集成电路 （2）开关型霍尔集成电路 5.任务实施 使用霍尔式传感器测转速 10min举例法 10min 举例法 1—输入轴；2—转盘；3—小磁铁；4—霍尔传感器 6.任务扩展 （1）使用霍尔式传感器测微位移 （2）使用霍尔式传感器构成接近开关 10min举例法 10min 举例法 多媒体展示学生讨论启发式教师讲授 多媒体展示 学生讨论 启发式 教师讲授 10min5min5min5min 10min 5min 5min 5min 课堂小结 本次课学习了霍尔式传感器的工作原理和典型应用。 总结、考核 5min 课后作业 P116 3. 什么是霍尔效应？简述利用霍尔效应制成的传感器的构成及主要的应用范围。 4. 霍尔电动势的大小和方向与哪些因素有关？影响霍尔电动势的因素有哪些？霍尔元件不等位电压的概念是什么？ 教学反思