霍尔传感器综合实验
霍尔式传感器实验
霍尔式传感器实验实验目的1．了解霍尔式传感器的结构、工作原理。
2．了解霍尔式传感器在直流激励下的特性。
3．了解霍尔式传感器在交流激励下的特性。
4．通过实验了解霍尔式传感器在振动测量中的应用。
实验原理霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于磁场中的霍尔元件组成，当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出，霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
实验仪器CSY10B型传感器系统实验仪（直流稳压电源（±2V档）、电桥、霍尔式传感器、差动放大器、数字电压/频率表、螺旋测微仪、音频振荡器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、振动圆盘）、砝码（20克/个）、示波器等。
实验内容与步骤一、霍尔式传感器的直流激励特性图（1）１．按图（1）接线，装上螺旋测微仪，调节振动圆盘上、下位移，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置，差动放大器增益适度。
2．开启仪器电源，调节电桥“W D”电位器，使系统输出为零，上、下移动振动圆盘，使系统输出电压正负对称。
３．以系统输出为零作为起点，上、下移动测微头各3.5mm，每变化0.5mm读取相应的电压值。
并记入下表，作出V－X曲线，求出灵敏度及线性度。
１．直流激励电压须严格限定在2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。
二、霍尔式传感器的交流激励特性图（２）１．按图（2）接线组成测试系统，差动放大器增益适度，装上螺旋测微仪，调整霍尔元件至梯度磁场中间位置，音频振荡器从180°输出端输出，频率为1KHZ，幅度严格限定在Vρ-ρ值5V以下，以免损坏霍尔元件。
２．用示波器观察相敏检波器输出端③波形，调节“移相”旋钮，当振动圆盘在最上、最下位置时，使输出达最大值并正负对称，然后使霍尔元件位于磁场中间位置并调整电桥W D、W A电位器使系统输出为零。
３．旋动螺旋测微仪使霍尔元件上下位置移动，读出相应X——V值。
霍尔传感器实验报告
一、实验目的1. 了解霍尔效应的原理及其在电量、非电量测量中的应用。
2. 熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能。
3. 掌握开关型霍尔传感器测量电流和电压的方法。
4. 通过实验验证霍尔传感器在实际测量中的应用效果。
二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体时，在导体的垂直方向上会产生一个与电流和磁场方向都垂直的电压。
这种现象称为霍尔效应。
霍尔电压的大小与电流、磁场强度以及导体材料的霍尔系数有关。
霍尔传感器利用霍尔效应将磁场变化转换为电压信号，从而实现磁场的测量。
根据霍尔元件的输出特性，可以将霍尔传感器分为开关型霍尔传感器和线性霍尔传感器。
三、实验器材1. 霍尔传感器2. 信号源3. 电流表4. 电压表5. 直流稳压电源6. 磁场发生器7. 电阻箱8. 连接线四、实验步骤1. 将霍尔传感器、信号源、电流表、电压表、直流稳压电源、磁场发生器和电阻箱等器材连接成实验电路。
2. 调节直流稳压电源输出电压，使霍尔传感器工作在合适的工作电压范围内。
3. 调节信号源输出电流，使霍尔传感器工作在合适的工作电流范围内。
4. 改变磁场发生器的磁场强度，观察霍尔传感器输出电压的变化。
5. 测量不同磁场强度下霍尔传感器的输出电压，记录实验数据。
6. 根据实验数据，分析霍尔传感器的输出特性。
五、实验数据与分析1. 霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系根据实验数据，绘制霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔传感器输出电压与磁场强度呈线性关系。
2. 霍尔传感器输出电压与电流的关系根据实验数据，绘制霍尔传感器输出电压与电流的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔传感器输出电压与电流呈线性关系。
六、实验结果与结论1. 实验结果表明，霍尔传感器输出电压与磁场强度、电流均呈线性关系，符合霍尔效应的原理。
2. 霍尔传感器具有响应速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，在实际测量中具有广泛的应用前景。
3. 通过本实验，掌握了霍尔传感器的工作原理、性能特点和应用方法。
霍尔传感器实验
霍尔传感器实验
一、实验器材
XWC—I型小位移传感器综合试验台
1、螺旋测微器及龙门框架
2、霍尔传感器及圆片形磁铁
3、测量电路
二、实验目的
了解霍尔传感器的结构、工作原理、线性度及线性区范围。
三、实验原理
当霍尔传感器与上下两块圆片形磁铁的距离相等时，它感受的磁场强度为零，霍尔电势也为零。
当上磁铁圆片向霍尔传感器靠近时，它感受到的磁场强度增强，方向是从上往下。
因此它产生的霍尔电势也相应增强且为正电压。
反之，当上磁铁远离时，霍尔电势为负电压。
四、实验步骤
1、将螺旋测微器旋至0.00mm并安装在龙门框架上，将固定在龙门框架侧面的上磁铁圆片旋至测杆上，并对准霍尔传感器中心轴线，调节龙门框架上的滚花螺母，使上磁铁圆片恰好与霍尔传感器接触。
2、调零：逆时针旋转螺旋测微器至2.00mm，调节“调零”电位器使数字表读数为零。
3、4同实验四。
六、回答下列问题
1、当霍尔传感器的非线性误差限制在5%的范围内时，它的线性区有多少毫米？
2、求绝对位移在1mm及5mm、10mm时的灵敏度。
3、将霍尔传感器与电涡流传感器相比较，说明它们在灵敏度、线性度、线性区大小等方面哪一种较好。
从结构、测量电路、稳定性等方面比较，你觉得在测量小位移时哪一种较实用？各有何长处？。
霍尔传感器实验报告
霍尔传感器实验报告霍尔传感器原理及其应用摘要20 世纪末,集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展,各种性能的集成霍尔传感器不断涌现,它们已在汽车、纺织、化工、通讯、电机、电信、计算机等各个领域得到广泛的应用,特别是由集成开关型霍尔传感器制成的无刷直流电机(霍尔电机) 已经进入千家万户. 广泛应用于录音机、摄录像设备、VCD、DVD、及新型助力自行车等家用电器中. 笔者将集成开关型霍尔传感器及其计时装置应用于力学实验中,同时还可对该传感器的特性参数进行测量. 由于保留了传统的实验方法,所以使实验的内容更具综合性,它一方面能让学生从多角度地了解和掌握一些经典的测量手段和操作技能.另一方面由于加入了用集成开关型霍尔传感器来测量时间或周期的新方法,使学生对这种传感器的特性及在自动测量和自动控制中的作用有进一步的认识,从而真正领略这一最新传感技术的风采. 传统实验与现代化技术相结合对推进素质教育,培养想象能力和创新能力是十分有用的. 而这类实验已在我校的中学物理实验研究课程中开设,教师和学生都很有兴趣,教学效果很好。
霍尔的实验原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，如图1所示，这种现象就称为霍尔效应。
图1两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
霍尔接近开关是用“霍尔效应”的磁感应现象来实现电子开关的开关,工作电压范围5-24V。
霍尔传感器对磁场感应特别灵敏，所以与他配合工作的是一块小磁铁。
当磁铁与它接近时。
若B在一定值以上时，霍尔传感器输出高电平，若B小于一定值时，霍尔传感器会输出低电平。
利用霍尔开关的特性，我们可以很容易实现对电路的自动控制。
霍尔接近开关既有霍尔开关元件所具有的无触点，无开关瞬态抖动，高可靠，抗干扰能力强及抗腐蚀和长寿命等特点，又有很强的负载能力和广泛的功能，所以在工业中得到相当广泛的使用，特别是在恶劣环境下，它比目前使用的电感式，电容式，光电式等接近开关具有更强的抗干扰能力。
霍尔传感器实验
一、实验目的：1. 了解霍尔式传感器原理与应用。
2. 了解直流激励时霍尔式传感器的特性。
3. 了解霍尔转速传感器的应用。
二、 基本原理： 1. 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，它就可以进行位移测量。
2. 交流激励时霍尔式传感器与直流激励一样，基本工作原理相同，不同之处是测量电路。
3. 利用霍尔效应表达式：U H ＝K H IB ，当被测圆盘上装上N 只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N次。
每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。
三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源、测微头、数显单元，相敏检波、移相、滤波模板、双线示波器，霍尔转速传感器、直流源＋5V 、转动源2－24V 、转动源单元、数显单元的转速显示部分。
四、实验步骤：(一) 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验1、将霍尔传感器按图4-1安装。
霍尔传感器与实验模板的连接按图4-2进行。
1、3为电源±4V ，2、4为输出。
2、 开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节R W1使数显表指示为零。
图4-1 霍尔传感器安装示意图图4-2 霍尔传感器位移―直流激励实验接线图3、 微头向轴向方向推进，每转动0.2mm 记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表4-1。
表4-14.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。
(二) 交流激励时霍尔式传感器的位移实验1、传感器安装同实验十六，实验模板上连线见图4-3。
2、调节音频振动器频率和幅度旋钮，从Lv 输出，用示波器测量使电压输出频率为1KHz ，电压峰－峰值为接上交流电源，激励电压从音频输出端L V 输出频率1KH Z ，幅值为4V 峰－峰值（注意电压过大会烧坏霍尔元件）。
3、调节测微头使霍尔传感器处于磁钢中点，先用示波器观察使霍尔元件不等位电势为最小，然后从数显表上观察，调节电位器R W1、R W2使显示为零。
霍尔传感器电容传感器实验数据+图形
《机械工程测试技术》实验指导书实验一、霍尔传感器的直流激励特性一、实验目的加深对霍尔传感器静态特性的理解。
掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制霍尔传感器静态特性特性曲线，掌握数据处理方法。
二、实验原理当保持元件的控制电流恒定时，元件的输出正比于磁感应强度。
本实验仪为霍尔位移传感器。
在极性相反、磁场强度相同的两个钢的气隙中放置一块霍尔片，当霍尔元件控制电流I不变时，Vh与B成正比。
若磁场在一定范围内沿X方向的变化梯度dB/dX为一常数，则当霍尔元件沿X方向移动时dV/dX=RhXIXdB/dX=K，K为位移传感器输出灵敏度。
霍尔电动势与位移量X成线性关系，霍尔电动势的极性，反映了霍尔元件位移的方向。
三、实验步骤1.有关旋钮初始位置：差动放大器增益打到最小，电压表置2V档，直流稳压电源置±2V档。
2..RD、r为电桥单元中的直流平衡网络。
3.差动放大器调零，按图6－1接好线，装好测微头。
4.使霍尔片处于梯度磁场中间位置，调整RD使电压表指示为零。
5.上、下旋动测微头，以电压表指示为零的位置向上、向下能够移动5mm，从离开电压表指示为零向上5mm的位置开始向下移动，建议每0.5mm读一数，记下电压表指V-X曲线, 指出线性范围。
7.将位移和输出电压数据分成两组，用“点系中心法”对数据进行处理，并计算两点联线的斜率，即得到灵敏度值。
实验可见：本实验测出的实际是磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它们的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大。
四、思考题1.为什么霍尔元件位于磁钢中间位置时，霍尔电动势为0。
2.在直流激励中当位移量较大时，差动放大器的输出波形如何？实验二、电容传感器的直流特性实验内容：加深对电容传感器静态特性的理解。
掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制电容传感器静态特性曲线，掌握数据处理方法。
实验步骤1.按图7－1差动放大器“+”、“－”输入端对地短接，旋动放大器调零电位器，使低通滤波器输出为零。
霍尔传感器试验报告
霍尔式传感器的特性—直流激励（综合性）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：（１）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。
（２）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（３）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。
霍尔传感器 实验报告
霍尔传感器实验报告霍尔传感器实验报告引言：霍尔传感器是一种广泛应用于工业控制、汽车电子、医疗设备等领域的传感器。
它利用霍尔效应来测量磁场的强度和方向，具有高精度、高灵敏度和无接触的特点。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，深入了解霍尔传感器的原理和应用。
实验目的：1. 理解霍尔效应的基本原理；2. 掌握霍尔传感器的使用方法；3. 分析霍尔传感器在不同应用场景下的特点和优势。
实验器材和方法：1. 实验器材：- 霍尔传感器模块- 磁铁- 电源- 示波器- 电阻箱- 连接线等2. 实验方法：- 将霍尔传感器模块连接至电源和示波器，并调整合适的工作电压；- 在不同距离和角度下，用磁铁靠近霍尔传感器，记录示波器上的输出信号；- 调节电阻箱的阻值，观察霍尔传感器输出信号的变化；- 分析实验数据，总结霍尔传感器的特性和应用。
实验结果与讨论：1. 霍尔效应的观察：在实验中，我们发现当磁铁靠近霍尔传感器时，示波器上的输出信号会有明显的变化。
这是因为霍尔传感器感受到磁场的作用，产生霍尔电压，从而改变输出信号。
通过改变磁铁的距离和角度，我们可以观察到输出信号的不同变化趋势，验证了霍尔效应的存在。
2. 霍尔传感器的特性：- 灵敏度高：霍尔传感器对磁场的变化非常敏感，能够精确测量磁场的强度和方向；- 无接触式：与传统的接触式传感器相比，霍尔传感器无需物理接触被测物体，避免了磨损和干扰；- 快速响应：霍尔传感器的输出信号响应速度快，适用于需要实时监测和控制的场景；- 可靠性高：由于无机械部件，霍尔传感器具有较长的使用寿命和较高的可靠性。
3. 霍尔传感器的应用：- 工业控制：霍尔传感器可用于测量电机的转速和位置，实现精确的运动控制； - 汽车电子：霍尔传感器可用于测量车速、转向角度等，实现车辆的智能化和安全性控制；- 医疗设备：霍尔传感器可用于测量人体生理参数，如心率、血压等，辅助医疗诊断和监测。
结论：本实验通过对霍尔传感器的实际操作和数据分析，深入了解了霍尔传感器的原理和应用。
霍尔式传感器实验报告
霍尔式传感器实验报告霍尔式传感器实验报告引言：霍尔式传感器是一种常见的磁敏传感器，能够通过测量磁场的变化来实现电信号的转换。
本实验旨在通过对霍尔式传感器的实际应用进行研究，探讨其原理和特性。
一、实验目的本实验的目的是了解霍尔式传感器的工作原理、特性和应用，并通过实际操作来验证其测量效果。
二、实验器材和方法1. 实验器材：- 霍尔式传感器模块- 磁铁- 数字万用表- 电源- 连接线等2. 实验方法：1）将霍尔式传感器模块与电源和数字万用表连接。
2）将磁铁靠近传感器模块，并记录读数。
3）改变磁铁与传感器的距离，再次记录读数。
4）改变磁铁的位置和方向，记录读数。
5）分析实验数据，总结传感器的特性和应用。
三、实验结果与分析1. 实验数据记录：在实验过程中，我们记录了不同距离和位置下的传感器读数，并整理成下表：| 距离（cm） | 位置/方向 | 传感器读数（V） ||------------|-----------|----------------|| 10 | 垂直 | 1.2 || 10 | 平行 | 0.8 || 5 | 垂直 | 1.8 || 5 | 平行 | 0.6 || 2 | 垂直 | 2.5 || 2 | 平行 | 0.4 |2. 数据分析：通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：- 霍尔式传感器对磁场的敏感度较高，距离越近，读数越大。
- 传感器的读数受磁场方向的影响，当磁铁与传感器平行时，读数较小；当磁铁与传感器垂直时，读数较大。
- 传感器的读数受磁场强度的影响，磁场越强，读数越大。
四、实验讨论1. 霍尔式传感器的特点：- 非接触式：传感器与被测物之间无需直接接触，不会产生摩擦或磨损。
- 高精度：传感器对磁场的测量精度较高，能够实时反馈磁场变化。
- 快速响应：传感器对磁场的变化能够迅速作出反应，适用于需要快速测量的场景。
- 可靠性高：传感器的结构简单，寿命长，工作稳定可靠。
2. 霍尔式传感器的应用：- 位置检测：通过测量磁场的变化，可以实时监测物体的位置，广泛应用于汽车、机械等领域。
霍尔传感器实验
实验二十三霍尔式传感器的直流激励特性一、实验目的了解霍尔式传感器的原理与特性。
二、实验原理霍尔传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、实验单元及部件霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F/V表头、直流稳压电源、测微头、振动平台、主副电源。
有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小、电压表置20V档，直流稳压表电源置2V档，主副电源关闭。
三、实验步骤（1）了解霍尔式传感器的结构及在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，二者组成霍尔传感器。
（2）开启主副电源，将差动放大器调零后增益最小，关闭主副电源，根据图23接线，W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。
（3）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。
（4）开启主副电源，调整W1使电压表指示为零。
（5）上下旋动测微头米，记下电压表的读数，建议每0.5mm读一个数，将读数填入下表：作出V-X曲线，指出线性范围，求出灵敏度，关闭主副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场与磁场分布有很大差异，位移测量的线性度、灵敏度和磁场分布有很大关系。
（6）实验完结关闭主副电源，各旋钮置初始值。
四、注意事项（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极化，以提高灵敏度。
（2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
（3）激励电压不能过2V，以免损坏霍尔片。
实验二十五霍尔式传感器的直流激励特性一、实验目的了解交流激励霍尔片的特性。
二、实验单元及部件霍尔片、磁路系统、音频振荡器、差动放大器、测微头、电桥、移相器、相敏检波器、低通滤波器、F/V表、示波器、主副电源、振动平台。
传感器综合实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握不同类型传感器的工作原理和特性。
2. 学习传感器在实际应用中的设计方法和应用技巧。
3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
4. 了解传感器在电子设备中的重要作用。
二、实验内容本次实验主要涉及以下传感器及其应用：1. 热电偶传感器：测量温度。
2. 霍尔式传感器：测量磁场。
3. 电涡流式传感器：测量位移。
4. 压电式传感器：测量振动。
三、实验设备与器材1. 热电偶传感器实验模块2. 霍尔式传感器实验模块3. 电涡流式传感器实验模块4. 压电式传感器实验模块5. 示波器6. 数据采集卡7. 振动台8. 直流稳压电源9. 低频振荡器四、实验原理1. 热电偶传感器：基于塞贝克效应，两种不同材料的导体构成闭合回路，当两端的温度不同时，回路中会产生电动势。
2. 霍尔式传感器：基于霍尔效应，当磁场垂直于导体时，通过导体的电流会受到磁场的作用，从而产生电动势。
3. 电涡流式传感器：基于电涡流效应，当高频电流通过线圈时，会在导体中产生涡流，从而改变线圈的阻抗。
4. 压电式传感器：基于压电效应，当晶体受到力的作用时，晶体的表面会产生电荷。
五、实验步骤1. 热电偶传感器实验：1. 连接热电偶传感器和实验模块。
2. 使用示波器观察热电偶输出的电压信号。
3. 改变温度，观察电压信号的变化。
2. 霍尔式传感器实验：1. 连接霍尔式传感器和实验模块。
2. 使用示波器观察霍尔式传感器输出的电压信号。
3. 改变磁场强度，观察电压信号的变化。
3. 电涡流式传感器实验：1. 连接电涡流式传感器和实验模块。
2. 使用示波器观察电涡流式传感器输出的电压信号。
3. 改变位移，观察电压信号的变化。
4. 压电式传感器实验：1. 连接压电式传感器和实验模块。
2. 使用示波器观察压电式传感器输出的电压信号。
3. 改变振动幅度，观察电压信号的变化。
六、实验结果与分析1. 热电偶传感器实验：随着温度的升高，热电偶输出的电压信号逐渐增大，符合热电偶的工作原理。
霍尔传感器开放型实验报告
开放型实验报告实验名称：霍尔传感器综合应用学院：专业：班级学号：学生姓名：实验日期：评分：教师签名：1 实验目的（1）了解霍尔效应原理及其在电量、非电量测量中的应用概况；（2）熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能；（3）掌握开关型霍尔传感器测量电机转速的方法；（4）掌握线性霍尔传感器测量大电流的方法。
2 文献综述2.1 霍尔传感器的介绍霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁敏传感器。
通俗的说就是一种能将磁信号转换为电信号的输入换能器，它的用途很广, 是一种很有前途的器件。
我国生产的s L 300o系列集成开关式霍尔效应传感器是目前国际上较为先进的一种开关式磁敏器件, 是无触点、无磨议的较理想的磁电转换器件，如图1所示。
此外，还有线性型霍尔传感器，它由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量，如图二所示。
a)结构b)符号图1 开关型霍尔传感器a)结构b)符号c)外形图2 线性型霍尔传感器2.1.1 霍尔传感器的大电流检测方法电流检测有很多方法：如电流表直接测量法、电流-电压转换法（包括取样电阻法、反馈电阻法）、电流-频率转换法、电流-磁场转换法、电流互感器法等。
电流表直接测量法对于串入电流表不方便或没有适当量程的电流表的情况，是行不通的。
在电流-电压转换法中取样电阻法比较适合于测量较大的电流，而反馈电阻法比较适合测量小电流，但是同电流表直接测量法一样，需要截断电流回路。
2.1.2 霍尔传感器的性能指标霍尔传感器需要满足特定的性能指标，如灵敏度，分辨率等。
在开关和距离探测应用中需要的磁场强度在5到100mT之间，然而在存储应用中需要的磁场强度仅在10UT到10MT之间。
1A的直流导线表面就能产生约100UT的磁场。
根据应用的不同，来确定霍尔传感器的性能参数，进而选择合适的霍尔传感技术。
例如高密度二进制磁性存储就要求高的空间分辨率，线性磁性探测就不需要这样。
选择霍尔传感器的主要指标如下：（1）技术可能性评估（2）制造成本（3）应用环境（4）霍尔传感器的几何形状（5）灵敏度，输出信号参数（6）信噪比，磁场分辨率（7）线性度等等2.1.3 霍尔传感器的国内外发展状况霍尔传感器具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
霍尔式传感器的特性实验报告
霍尔式传感器的特性实验报告霍尔式传感器的特性实验报告引言：霍尔式传感器是一种常用的非接触式传感器，它通过检测磁场变化来测量电流、速度、位置等物理量。
本实验旨在研究和分析霍尔式传感器的特性，并通过实验数据验证其性能和准确度。
实验一：霍尔传感器的灵敏度在这个实验中，我们使用了一台霍尔传感器测量不同电流下的输出电压，并记录了相应的数据。
通过分析实验数据，我们可以计算出霍尔传感器的灵敏度。
实验结果显示，当电流增加时，霍尔传感器的输出电压也随之增加。
通过绘制电流与输出电压之间的关系曲线，我们可以观察到一个线性关系。
通过对实验数据进行线性回归分析，我们可以得到霍尔传感器的灵敏度。
实验二：霍尔传感器的响应时间在这个实验中，我们使用了一个霍尔传感器来测量一个旋转的磁场源的位置。
我们记录了霍尔传感器的输出电压随时间的变化，并通过分析实验数据来计算霍尔传感器的响应时间。
实验结果显示，当旋转磁场源时，霍尔传感器的输出电压随之变化。
通过绘制时间与输出电压之间的关系曲线，我们可以观察到一个明显的响应时间。
通过对实验数据进行分析，我们可以计算出霍尔传感器的响应时间。
实验三：霍尔传感器的线性度在这个实验中，我们使用了一个霍尔传感器来测量一个恒定电流下的位置变化。
我们记录了霍尔传感器的输出电压随位置的变化，并通过分析实验数据来计算霍尔传感器的线性度。
实验结果显示，当位置变化时，霍尔传感器的输出电压也随之变化。
通过绘制位置与输出电压之间的关系曲线，我们可以观察到一个线性关系。
通过对实验数据进行线性回归分析，我们可以得到霍尔传感器的线性度。
讨论：通过以上实验，我们可以得出以下结论：1. 霍尔传感器的灵敏度是通过实验数据计算得出的，它反映了传感器对电流变化的敏感程度。
灵敏度越高，传感器的测量精度越高。
2. 霍尔传感器的响应时间是通过实验数据计算得出的，它反映了传感器对磁场变化的响应速度。
响应时间越短，传感器的实时性越好。
3. 霍尔传感器的线性度是通过实验数据计算得出的，它反映了传感器输出电压与被测物理量之间的线性关系。
霍尔传感器实验报告
霍尔传感器实验报告霍尔传感器实验报告引言：霍尔传感器是一种能够测量磁场强度的传感器，广泛应用于各个领域，包括电子设备、汽车工业、航空航天等。
本实验旨在通过实际操作，了解霍尔传感器的工作原理以及其在实际应用中的优势和限制。
一、实验背景霍尔传感器是利用霍尔效应进行测量的一种传感器。
霍尔效应是指在导电材料中，当通过它的电流受到垂直于电流方向的磁场影响时，会在材料两侧产生电势差。
这种电势差与磁场的强度成正比，从而可以通过测量电势差来确定磁场的强度。
二、实验目的1. 了解霍尔传感器的工作原理；2. 掌握霍尔传感器的实验操作方法；3. 分析霍尔传感器在实际应用中的优势和限制。
三、实验步骤1. 准备实验材料：霍尔传感器、电源、示波器等；2. 搭建实验电路：将霍尔传感器与电源和示波器连接起来；3. 施加磁场：将磁铁或其他产生磁场的物体靠近霍尔传感器；4. 观察示波器波形：根据示波器上显示的波形变化，分析霍尔传感器对磁场的响应。
四、实验结果与分析通过实验观察和示波器波形分析，我们可以得出以下结论：1. 霍尔传感器对磁场的变化非常敏感，当磁场强度增大时，示波器上显示的波形振幅也随之增大；2. 霍尔传感器对磁场的方向也非常敏感，当磁场方向改变时，示波器上显示的波形也会发生相应的变化；3. 霍尔传感器的输出信号与磁场的强度成正比，这为后续的数据处理提供了便利。
五、实际应用霍尔传感器在实际应用中有着广泛的用途，例如：1. 电子设备领域：霍尔传感器可以用于测量电流、磁场等参数，从而实现电子设备的精确控制和监测；2. 汽车工业：霍尔传感器可以用于测量车速、转速等参数，从而实现汽车的智能化控制和安全监测；3. 航空航天：霍尔传感器可以用于航空航天器的导航和定位，确保飞行器的精确飞行和安全着陆。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了霍尔传感器的工作原理和实际应用。
霍尔传感器作为一种能够测量磁场强度的传感器，具有灵敏度高、响应速度快、体积小等优点。
霍尔传感器实验报告
霍尔传感器实验报告霍尔传感器实验报告引言：霍尔传感器是一种常用的传感器，它能够通过测量磁场的变化来检测物体的位置、速度和方向等信息。
在本次实验中，我们将探索霍尔传感器的原理和应用，并通过实验来验证其性能和准确度。
一、霍尔传感器的原理霍尔传感器是基于霍尔效应原理工作的。
霍尔效应是指当一个电流通过一块导体时，如果该导体处于磁场中，就会在导体两侧产生一种称为霍尔电压的电势差。
霍尔电压的大小与磁场的强度和方向成正比。
二、实验器材和步骤1. 实验器材：- 霍尔传感器- 磁铁- 电源- 电压表- 连接线2. 实验步骤：1）将霍尔传感器连接到电源和电压表上。
2）将磁铁靠近霍尔传感器，并记录电压表的读数。
3）改变磁铁的位置和方向，并记录相应的电压表读数。
4）重复步骤2和3多次，以获得更多的数据。
三、实验结果和分析通过实验，我们得到了一系列不同磁场条件下的电压表读数。
我们可以观察到以下现象：1. 当磁铁靠近霍尔传感器时，电压表的读数会增加。
2. 当磁铁离开霍尔传感器时，电压表的读数会减小。
3. 当改变磁铁的位置和方向时，电压表的读数也会相应地发生变化。
根据霍尔效应的原理，我们可以解释这些现象。
当磁铁靠近霍尔传感器时，磁场的强度增加，导致霍尔电压的大小增加，因此电压表的读数也增加。
当磁铁离开霍尔传感器时，磁场的强度减小，导致霍尔电压的大小减小，因此电压表的读数减小。
而当改变磁铁的位置和方向时，磁场的分布也会发生变化，从而导致电压表的读数相应地发生变化。
四、霍尔传感器的应用霍尔传感器在许多领域都有广泛的应用，其中一些应用包括：1. 位置检测：霍尔传感器可以用来检测物体的位置，例如在自动门系统中用来检测门的开关状态。
2. 速度测量：霍尔传感器可以用来测量物体的速度，例如在汽车中用来检测车轮的转速。
3. 方向控制：霍尔传感器可以用来检测物体的方向，例如在航空航天中用来控制飞行器的方向。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了霍尔传感器的原理和应用。
霍尔传感器综合实验
霍尔传感器综合实验实验三十霍尔传感器及其应用霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器。
霍尔效应自1879年被发现至今已有100多年的历史，但直到本世纪50年代，由于微电子学的发展，才被人们所重视和利用，开发了多种霍尔元件。
我国从70年代开始研究霍尔器件、经过30余年的研究和开发，目前已经能生产各种性能的霍尔元件，例如普通型、高灵敏度型、低温度系数型和开关式的霍尔元件。
由于霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特性，它已广泛应用于非电量测量、自动控制、计算机装置和现代军事技术等各个领域。
【预习提要】（1）什么是霍尔效应？霍尔电压与哪些因素有关？（2）霍尔传感器用于测振幅和称重的原理是什么？（3）设计待测量的数据记录表格。
【实验要求】（1）了解霍尔式传感器的工作原理（2）了解霍尔式传感器的直流激励特性和交流激励特性。
（3）了解霍尔式传感器在振动测量中的作用。
（4）学会多功能传感器中用霍尔式传感器称重的方法。
（5）练习用示波器观察波形和用作图法处理实验数据。
【实验目的】了解霍尔式压力传感器的原理、结构及应用。
【实验器材】霍尔式传感器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、音频振荡器、直流稳压电源、双线示波器、电压表、测微头、示波器、振动圆盘、砝码、。
【实验原理】一、霍尔效应如图1所示的金属或半导体薄片，若在它的两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，那末．在垂直于电流和磁场的方向上(即霍尔输出端之间)将产生电势差U H，称为霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。
图1 霍耳效应示意图图2 霍耳效应解释霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。
假设，在N 型半导体薄片的控制电流端通以电流I ，那末，半导体中的载流子(电子)将沿着和电流相反的方向运动。
若在垂直于半导体薄片平面的方向上加以磁场B ，则由于洛伦兹力f B 的作用，电子向一边偏转(见图2)，并使该边形成电子积累；而另一边则积累正电荷，于是产生电场。
实验五 霍尔式传感器实验
传感器
第 1 页 共 1 页 实验五、霍尔传感器实验
一、实验目的
1.熟悉霍耳式传感器的结构原理和直流激励的静态位移测量的性能。
2.了解霍耳式传感器交流激励的静态位移测量的性能。
二、实验内容
1.实验项目一、霍耳式传感器直流激励的静态位移性能
2.实验项目二、霍耳式传感器交流激励的静态位移性能
三、实验原理
1.螺旋测微器经悬臂梁带动霍耳元件在磁场中产生位移，直流激励，放大输出。
2.位移同上，交流激励，放大，检波，滤波输出。
四、实验步骤：
1.实验项目一
（1）观察霍耳式传感器的结构。
（2）按图接线。
（3）螺旋测微器的初始位置15mm ，再向上移动2mm 。
（4）直流电源置2V ，W 1调零，稳定数分钟后再调零。
（5）向下0.4mm 测一个数。
（6）数据表
2.实验项目二
（1）接线
（2）将音频振荡器输出接至CH 1，调节频率为4kHz ，峰峰值为2V 。
（3）V/F 表调至20V 档。
（4）接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF 、V/F 表、示波器。
（5）螺旋测微器调至15mm （目视水平）处，调节W 1、W 2，使输出最小（灵敏度最大），稳定数分钟后再仔细调节使输出最小。
（6）再向上旋转2mm ，调节移相器使输出最大。
（7）可用示波器观察检波器波形，若两半波不对称，则调整放大器调零电位器。
（8）向下每0.4mm 读一个数。
（9）数据表
五、实验结论。
霍尔传感器应用实验报告
一、实验目的1. 理解霍尔效应原理及其在传感器中的应用；2. 掌握霍尔传感器的特性、工作原理及使用方法；3. 了解霍尔传感器在磁场测量、电流检测等领域的应用；4. 通过实验验证霍尔传感器在实际应用中的性能。
二、实验原理霍尔效应是指当导体或半导体材料置于磁场中，且磁场方向与导体或半导体材料的电流方向垂直时，导体或半导体材料两端将产生电动势的现象。
霍尔效应的原理如下：设导体或半导体材料的宽度为b，厚度为d，长度为l，磁感应强度为B，电流为I，电动势为E。
根据霍尔效应的原理，当电流I通过导体或半导体材料时，在垂直于电流方向和磁场方向的b×d截面上，会产生电动势E，其大小为：E = B I d其中，E为电动势，B为磁感应强度，I为电流，d为导体或半导体材料的厚度。
霍尔传感器是利用霍尔效应原理制作的传感器，它可以将磁场强度转换为电压信号输出。
霍尔传感器的结构主要包括霍尔元件、放大电路和信号处理电路等。
三、实验器材1. 霍尔传感器；2. 信号发生器；3. 直流稳压电源；4. 示波器；5. 数字万用表；6. 磁场发生器；7. 导线等。
四、实验步骤1. 连接电路：将霍尔传感器、信号发生器、直流稳压电源、示波器和数字万用表等器材按照实验电路图连接好。
2. 调整参数：将信号发生器的输出设置为恒定电流，调节直流稳压电源的输出电压，使霍尔传感器工作在最佳状态。
3. 测量电动势：将示波器探头接在霍尔传感器的输出端，观察电动势随磁场强度的变化情况。
4. 测量电流：将数字万用表串接在电路中，测量霍尔传感器的输出电流，验证霍尔效应的原理。
5. 分析数据：分析实验数据，得出霍尔传感器的特性参数。
6. 应用实验：将霍尔传感器应用于磁场测量、电流检测等领域，验证其实际应用性能。
五、实验结果与分析1. 霍尔效应电动势与磁场强度的关系：通过实验数据可知，霍尔效应电动势E与磁场强度B成正比，符合霍尔效应原理。
2. 霍尔传感器输出电流：实验结果表明，霍尔传感器在磁场强度为0.1T时，输出电流约为1mA，验证了霍尔传感器的灵敏度。
霍尔传感器综合实验
开放型实验报告实验名称：霍尔传感器综合应用学院：飞行器工程学院专业：飞行器制造工程（航空维修）班级学号：14063204学生姓名：曹杨实验日期：2016年6月11日评分：教师签名：1 实验目的（1）了解霍尔效应原理及其在电量、非电量测量中的应用概况；（2）熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能；（3）掌握开关型霍尔传感器测量电机转速的方法；（4）掌握线性霍尔传感器测量大电流的方法。
2 文献综述2.1 霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
图1 霍尔传感器2.2 霍尔效应由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：Rh为霍尔常数，它与半导体材质有关；I为霍尔元件的偏置电流；B为磁场强度；d为半导体材料的厚度。
对于一个给定的霍尔器件，当偏置电流 I 固定时，UH将完全取决于被测的磁场强度B。
一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。
如果两输出端构成外回路，就会产生霍尔电流。
一般地说，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出；若精度要求高，则基准电压源均用恒流源取代。
为了达到高的灵敏度，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的坡莫合金；这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05T左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。
在半导体薄片两端通以控制电流I，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UH的霍尔电压。
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【实验目的】
了解霍尔式压力传感器的原理、结构及应用。
【实验器材】
霍尔式传感器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、音频振荡器、 直流稳压电源、双线示波器、电压表、测微头、示波器、振动圆盘、砝码、
。 【实验原理】
一、霍尔效应 如图 1 所示的金属或半导体薄片，若在它的两端通以控制电流 I，并在薄片的垂直方向 上施加磁感应强度为 B 的磁场，那末．在垂直于电流和磁场的方向上(即霍尔输出端之间)将 产生电势差 UH，称为霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。
180°
1KHZ
WD R WA
180°
移相器 Φ1
Φ2
－ 差放 ＋
相敏检波
低通 电压表
图5
4
（2）调整电桥 WD、WA 使系统输出最小。用示波器观察相敏检波器输出端波形，调 节“移相”旋钮和电桥上、下移动振动台，使输出达最大值。
（3）调节测微头使霍尔元件回到磁路中间位置，调节测微头±3.5mm，每隔 0.5mm 读出相应电压值。
基于霍尔效应制成的位移传感器一般可用来测量 1—2mm 的小位移，其特点是惯性小、 响应速度快。利用这一原理还可以测量其他非电量，如压力、压差、液位、流量等。
【实验内容】
1. 霍尔式传感器的直流激励特性 （1）按图 4 接线，装上测微头，调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场
中间位置。差动放大器增益适度。开启电源，调节电桥 WD，使差放输出为零。上、下移动 振动台，使差放正负电压输出对称。
1
图 1 霍耳效应示意图
图 2 霍耳效应解释
霍尔效应的产生是由于运动电荷受磁场中洛伦兹力作用的结果。假设，在 N 型半导体 薄片的控制电流端通以电流 I，那末，半导体中的载流子(电子)将沿着和电流相反的方向运动。 若在垂直于半导体薄片平面的方向上加以磁场 B，则由于洛伦兹力 fB 的作用，电子向一边偏 转(见图 2)，并使该边形成电子积累；而另一边则积累正电荷，于是产生电场。该电场阻止运 动电子的继续偏转。当电场作用在运动电子上的力 fE 与洛仑兹力 fB 相等时，电子的积累便达 到动态平衡。这时，在薄片两横端面之间建立的电场称为霍尔电场 E，相应的电势差就称为 霍尔电压 UH，其大小可用下式表示：
3. 利用霍尔式传感器测振幅 （1）按图 4 直流激励接线，将系统调零。 （2）低频振荡器接“激振 I”，保持适当振幅，用示波器观察差动放大器输出波形。 （3）进一步提高低频振幅，用示波器观察差动放大器输出波形，当波形出现顶部削顶
时，说明霍尔元件已进入均匀磁场，霍尔电压已不再随位移量的增加而线性增加。 （4）再按图 5 交流激励接线，调节电桥与移相器，提压振动圆盘，使低通滤波器输出
实验三十 霍尔传感器及其应用
霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器。霍尔效应自 1879 年被发现至今 已有 100 多年的历史，但直到本世纪 50 年代，由于微电子学的发展，才被人们所重视和利用， 开发了多种霍尔元件。我国从 70 年代开始研究霍尔器件、经过 30 余年的研究和开发，目前 已经能生产各种性能的霍尔元件，例如普通型、高灵敏度型、低温度系数型和开关式的霍尔 元件。
电压正负对称。 （5）接通低频振荡器，保持适当振幅，用示波器观察差动放大器和低通滤波器的波形，
并加以描绘。解释在激励源为交流信号，位移变化信号也为交流时需采用相敏检波器的原 因。
4. 利用霍尔式传感器称重——电子称 （1）移开测微头，按图 4 接好系统，使输出为零。系统灵敏度尽量大（输出以不饱和
为标准）。 （2）以振动圆盘作为称重平台，逐步放上砝码，依次记下电压表读数。 （3）移走称重砝码，在平台上另放置一未知重量之物品，记下电压表读数。
由于霍尔传感器具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特性，它已广 泛应用于非电量测量、自动控制、计算机装置和现代军事技术等各个领域。
【预习提要】
（1）什么是霍尔效应？霍尔电压与哪些因素有关？ （2）霍尔传感器用于测振幅和称重的原理是什么？ （3）设计待测量的数据记录表格。
【实验要求】
（1）了解霍尔式传感器的工作原理 （2）了解霍尔式传感器的直流激励特性和交流激励特性。 （3）了解霍尔式传感器在振动测量中的作用。 （4）学会多功能传感器中用霍尔式传感器称重的方法。 （5）练习用示波器观察波形和用作图法处理实验数据。
dU H dx
=
RH
I
dB dx
=
K
(30~4)
式中：K——位移传感器输出灵敏度 将(30—4)式积分后得到
U H = Kx
(30—5)
由上式可知，霍尔电压与位移量 x 成线性关系。霍尔电压的极性反映了元件位移的方向。 实验证明，磁场梯度越大，灵敏度也就越高，磁场梯度越均匀，则输出线性度就越好。
3
(30—5)式还说明了当霍尔元件位于磁钢中间位置上时，即 x＝0 时，霍尔电压 UH＝0。这 是由于在此位置元件受到方向相反、大小相等的磁通作用的结果。
【数据处理】
（1）作出直流激励特性实验的 V－X 曲线，求出灵敏度和线性度。 （2）作出交流激励特性实验的 V－X 曲线，求出灵敏度和线性度，并将其结果与直流 激励系统相比较。
（3）作出称重实验的 V－w 曲线，并从 V－W 曲线中求得未知重量之物品重量值。 【注意事项】
1. 直流激励电压须严格限定在 2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。 2. 交流激励信号应从音频电压 180°端口输出，幅度严格限定 VP-P5V 以下，以免损
5
坏霍尔片。 3. 霍尔式传感器在做称重时只能工作在梯度磁场中，所以砝码和被称重物都不应太
重。砝码应置于平台的中间部分，避免平台倾斜。
【思考题】
1. 解释在激励源为交流信号，位移变化信号也为交流时需采用相敏检波器的原因。 2. 如何通过计算传感器的灵敏度来得到未知重量物体的重量？ 3. 除霍尔式压力传感器外，你还知道哪些其它类型的压力传感器？ 参考资料 《传感器原理与应用》 作者:黄贤武 郑筱霞 出版日期:1999 年 5 月第 1 版 《现代新型传感器原理与应用》 作者:刘迎春叶湘滨 出版日期:1998 年 1 月第 1 版 《传感器原理》 （第二版） 作者:余瑞芬 出版日期:1995 年 8 月第 2 版
霍尔元件在非电量测量方面的应用、发展也很快。例如，利用霍尔元件做成的位移、压 力、 流量等传感器。下面以位移和压力传感器为例说明霍尔元件的应用。
图3
霍尔位移传感器的磁路结构示意图
（a） 传感器的磁路结构示意图 (b) 磁场变化
图 3(a)是霍尔位移传感器的磁路结构示意图。在极性相反、磁场强度相同的两磁钢的气 隙中放置一块霍尔片，当霍尔元件的控制电流 I 垣定不变时，那么，霍尔电势 UH 与磁场强度 B 成正比。若磁场在一定范围内沿 x 方向的变化梯度 dI／dx 为一常数(见图 3(b))，则当霍尔 元件沿 x 方向移动时，霍尔电压的变化为
UH
=
RH IB d
(V)
(30~1)
式中；RH——霍尔常数(m3C-1)； I——控制电流(A) B——磁感应强度(T)； d——霍尔元件的厚度(m)。
令
K
=
R H
Hd
(30~2)
将(30—2)式代入(30—1)式，则得到
U H = K H IB
(30—3)
由上式可知，霍尔电压的大小正比于控制电流 I 和磁感应强度 B。KH 称为霍尔元件的灵 敏度。它是表征在单位磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电压大小的一个重要参数。一 般要求它越大越好。霍尔元件的灵敏度与元件材料的性质和几何尺寸有关。由于半导体(尤其 是 N 型半导体)的霍尔常数 RH 要比金属的大得多，所以在实际应用中，一般都采用 N 型半导 体材料做霍尔元件.此外，元件的厚度 d 对灵敏度的影响也很大，元件的厚度越薄，灵敏度就 越高，所以霍尔元件的厚度一般都比较薄。
（2）上、下移动测微头各 3.5mm，每变化 0.5mm 读取相应的电压值。
WD R
2V
差放
电压表
－
＋
图4
2. 霍尔式传感器的交流激励特性 （1）按图 5 接线组成测试系统，差动放大器增益适度。装上测微头，调整霍尔元件至
梯度磁场中部。音频振荡器从 180°端口输出 1KHZ，幅度严格限定在 Vρ-ρ值 5V 以下，以 免损坏霍尔元件。
(30—3)式还说明，当控制电流的方向或磁场的方向改变时，输出电压的方向方向时，霍尔电压并不改变原来的方向。 当外磁场为零时，通以一 定的控制电流，霍尔元件便有输出，这是不等位电势，是霍尔元件的零位误差，可以采用补 偿线路进行补偿。
二、霍尔位移和压力传感器
由于霍尔元件对磁场敏感，结构简单、体积小、频响宽、动态范围大(输出电势的变化 大)、无活动部件、使用寿命长等优点，因此在测量技术、自动化技术等方面有着广泛的应用。 利用霍尔输出正比于控制电流和磁感应强度乘积的关系，可分别使其中一个量保持不变，另 一个量作为变量；或两者都作为变量。因此，霍尔元件大致可分为三种类型的应用。例如名 保持元件的控制电流恒定，而使元件所感受的磁场因元件与磁场的相对位置、角度的变化而 变化时，元件的输出正比于磁感应强度，这方面的应用有测量恒定和交变磁场的高斯计等。 当元件的控制电流和磁感应强度都作为变量时，元件的输出与两者乘积成正比，这方面的应 用有乘法器、功率计等。