实验三_霍尔传感器试验报告.doc

实验三（1）霍尔式传感器的特性—直流激励（综合性） 姓名： 学号： 班级： 实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性 所需单元及附件： 霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F／V表、直流稳压电源、测微头、振动平台、主、副电源。 旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置２０Ｖ档，直流稳压电源置２Ｖ档，主、副电源关闭。 实验原理： 霍尔传感器属于磁敏元件，磁敏元件也是基于磁电转换原理，磁敏传感器是把磁学物理量转换成电信号。随着半导体技术的发展，磁敏元件得到应用和发展，广泛用于自动控制、信息传递、电磁场、生物医学等方面的电磁、压力、加速度、振动测量。 特点：结构简单、体积小、动态特性好、寿命长。 随着半导体技术的发展，人们发现半导体材料的霍尔效应非常明显，并且体积小有利于集成化。霍尔传感器是基于霍尔效应 把一个导体（半导体薄片）两端通以电流I，在垂直方向施加磁感强度B的磁场，在薄片的另外两侧会产一个与控制电流I和磁场强度B的乘积成比例的电动势U或通电的导体（半导体）放在磁场中，电流I与磁场B方向垂直，在导体另外两侧会产生感应电动势。 在磁场作用下导体中的自由电子做定向运动。 每个电子受洛仑兹力作用被推向导体的另一侧： 霍尔电场作用于电子的力： 霍尔电场： 当两作用力相等时电荷不再向两边积累达到动态平衡： 霍尔电势： 通过（半）导体薄片的电流I与下列因素有关： 载流子浓度n，电子运动速度v，导体薄片横截面积 b*d， e 为电子电荷量。 代入后： 霍尔常数： 霍尔灵敏度： 实验步骤： 了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。 开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置最小，关闭主电源，根据图3-1接线，Ｗ１、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。 图3-1霍尔式传感器的特性—直流激励 装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。 开启主、副电源调整Ｗ１使电压表指示为零。 上下旋动测微头，记下电压表的读数，建议每0.1mm读一个数，将读数填入表中。 实验结果及分析： 1、 X(mm) 6.0 6.1 6.2 6.3 V(V) 0.34 0,.32 0.25 0.18 X(mm) 6.4 6,5 6.6 6.7 V(v) 0.13 0.06 0.00 -0.01 2、作出Ｖ－Ｘ曲线指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。 V/mv V/mv x/mm x/mm 由公式可以求出 实验三（2）霍尔式传感器的应用—电子秤（综合性） 实验目的：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。 所需单元及部件： 霍尔片、磁路系统、差动放大器、直流稳压电源、电桥、砝码、F／V表（电压表）、主、副电源、振动平台。 有关旋钮初始位置：直流稳压电源２Ｖ，电压表２Ｖ档，主、副电源关闭。 实验步骤： 开启主、副电源将差动放大器调零，关闭主、副电源。 调节测微头脱离平台并远离振动台。 按图3-1接线，开启主、副电源，将系统调零。 差动放大器增益调至最小位置，然后不再改变。 在称重平台上放上砝码，填入下表。 实验结果及分析： 1、 W(g) 50 100 150 200 （未知物体） V(v) 0.03 0.07 0.10 0.14 0.18 2、在平面上放一个未知重量之物，记下表头读数。根据实验结果作出Ｖ－Ｗ曲线，求得未知重量。 V（v） V（v） W（g） W（g）