《传感器技术及其应用》第06单元 磁传感器的应用-霍尔传感实验

第6单元

磁传感器的应用--霍尔传感实验任务二实验原理任务一实验目的任务三实验步骤单元任务预览一、实验目的了解霍尔传感器的检测原理了解霍尔传感器的检测电路及方法 了解霍尔传感模块的原理并掌握其测量方法任务二实验原理任务一实验目的任务三实验步骤原理说明1.霍尔效应及霍尔元件（1）霍尔效应置于磁场中的静止金属或半导体薄片，当有电流流过时，若该电流方向与磁场方向不一致，则在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。霍尔效应原理图计算过程如下：若金属导电板单位体积内电子数为，电子定向运动平均速度为，则激励电流将式代入式得则霍尔电势令，称之为霍尔常数，得（2）霍尔元件基本结构霍尔元件的结构很简单，它由霍尔片、引线和壳体组成。（3）霍尔元件的主要技术参数1）霍尔灵敏度系数2）额定控制电流3）输入电阻4）输出电阻5）不等位电势和不等位电阻6）寄生直流电势U7）霍尔电势的温度系数α2.霍尔元件的测量误差及补偿方法由于制造工艺问题以及实际使用时存在的各种不良因素，都会影响霍尔元件的性能，从而产生误差，其中最主要的误差有：不等位电势带来的零位误差以及由温度变化产生的温度误差。采用恒流源提供恒定的控制电流可以减小温度误差，但元件的霍尔灵敏度系数也是温度的系数，对于具有正温度系数的霍尔元件，可在元件控制极并联分流电阻来提高的温度稳定性。补偿电路图如下：温度补偿电路：3.霍尔集成电路（1）开关型霍尔集成电路霍尔开关集成电路框图：各部分电路的功能如下：1）稳压源2）霍尔元件3）差分放大器4）施密特触发器5）恒流电路6）输出级霍尔传感器A3144：（2）线性型霍尔集成电路线性型霍尔集成电路通常由霍尔元件、差分放大器、射极跟随输出及稳压电路四部分组成，其输出电压与外加磁场强度呈线性比例关系，它有单端输出和双端输出两种形式，它们的电路如图线性霍尔传感器SS49E：4.NEWLab霍尔磁传感器模块认识（1）霍尔磁传感器模块电路板认识①线性霍尔传感器SS49E及相对应由霍尔线性元件构成的电路，一共四个；②③霍尔开关传感器及相对应由霍尔线性元件构成的电路，一共两个；④⑤⑥⑦线性AD输出1、2、3、4接口J4、J6、J7、J5，测量霍尔线性元件电路的输出电压；⑧⑨霍尔开关输出1、2接口J2、J3，测量霍尔开关元件电路的输出电压；⑩接地GND接口J1霍尔线性元件电路图霍尔开关元件电路图（2）霍尔磁传感器模块场景模拟界面认识任务二实验原理任务一实验目的任务三实验步骤实验步骤1.启动霍尔磁传感器模块霍尔磁传感器模块工作实图如图（1）将NEWLab实验硬件平台通电并与电脑连接。（2）将霍尔传感模块放置在NEWLab实验平台一个实验模块插槽上。（3）将模式选择调整到自动模式，按下电源开关，启动实验平台，使称霍尔传感模块开始工作。（4）启动NEWLab实验上位机软件平台，选择霍尔传感。（5）选择硬件连接说明，上位机软件平台检测硬件通过，如图（6）选择场景模拟实验，上位机软件测试硬件平台的霍尔传感模块正常工作，并进入工作界面2.霍尔线性传感模块测试测量霍尔线性元件电路输出的电压：测量磁场变化后的线性AD输出电压：观察场景模拟实验：3.霍