霍尔传感器位移特性实验

实验14 直流激励时霍尔传感器位移特性实验

141270046 自动化杨蕾生

一、实验目的：

了解直流激励时霍尔式传感器的特性。

二、基本原理：

根据霍尔效应，霍尔电势U H＝K H IB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它的电势会发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。

三、需用器件与单元：

主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头、数显单元。

四、实验步骤：

1、霍尔传感器和测微头的安装、使用参阅实验九。按图14示意图接线（实验模板的输出V o1接主机箱电压表Vin），将主机箱上的电压表量程（显示选择）开关打到2V档。

2、检查接线无误后，开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。

3、以某个方向调节测微头2mm位移，记录电压表读数作为实验起始点；再反方向调节测微头每增加0.2mm记下一个读数，将读数填入表14。

作出V-X曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。

五、实验注意事项：

1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。

2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V，否则将可能烧毁霍尔元件。

六、思考题：

本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？

答：本人认为应该是实际的输入、输出与拟合的理想的直线的偏离程度的变化，当X不同的时候，实际的输出值与根据拟合直线得到的数值的偏离值是不相同的。

七、实验报告要求：

1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。

实验数据如下：

表9－2

（1）由上图可知灵敏度为S=ΔV/ΔX=-0.9354V/mm

（2）由上图可得非线性误差：

当x=1mm时，

Y=-0.9354×1+1.849=0.9136

Δm =Y-0.89=0.0236V

yFS=1.88V

δf =Δm /yFS×100%=1.256%

当x=3mm时:

Y=-0.9354×3+1.849=-0.9572V

Δm =Y-（-0.94）=-0.0172V

yFS=1.88V

δf =Δm /yFS×100%=0.915%

2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进

行补偿。

答：（1）零位误差。零位误差由不等位电势所造成，产生不等位电势的主要原因是：两个霍尔电极没有安装在同一等位面上；材料不均匀造成电阻分布不均匀；控制电极接触不良，造成电流分布不均匀。补偿方法是加一不等位电势补偿电路。

（2）温度误差。因为半导体对温度很敏感，因而其霍尔系数、电阻率、霍尔电势的输入、输出电阻等均随温度有明显的变化，导致了霍尔元件产生温度误差。补偿方法是采用恒流源供电和输入回路并联电阻。