《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》第06單元 磁傳感器的應(yīng)用-霍爾傳感實(shí)驗(yàn)

第6單元

磁傳感器的應(yīng)用--霍爾傳感實(shí)驗(yàn)任務(wù)二實(shí)驗(yàn)原理任務(wù)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜蝿?wù)三實(shí)驗(yàn)步驟單元任務(wù)預(yù)覽一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻杺鞲衅鞯臋z測(cè)原理了解霍爾傳感器的檢測(cè)電路及方法 了解霍爾傳感模塊的原理并掌握其測(cè)量方法任務(wù)二實(shí)驗(yàn)原理任務(wù)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜蝿?wù)三實(shí)驗(yàn)步驟原理說(shuō)明1.霍爾效應(yīng)及霍爾元件（1）霍爾效應(yīng)置于磁場(chǎng)中的靜止金屬或半導(dǎo)體薄片，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，若該電流方向與磁場(chǎng)方向不一致，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)。霍爾效應(yīng)原理圖計(jì)算過(guò)程如下：若金屬導(dǎo)電板單位體積內(nèi)電子數(shù)為，電子定向運(yùn)動(dòng)平均速度為，則激勵(lì)電流將式代入式得則霍爾電勢(shì)令，稱(chēng)之為霍爾常數(shù)，得（2）霍爾元件基本結(jié)構(gòu)霍爾元件的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，它由霍爾片、引線(xiàn)和殼體組成。（3）霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù)1）霍爾靈敏度系數(shù)2）額定控制電流3）輸入電阻4）輸出電阻5）不等位電勢(shì)和不等位電阻6）寄生直流電勢(shì)U7）霍爾電勢(shì)的溫度系數(shù)α2.霍爾元件的測(cè)量誤差及補(bǔ)償方法由于制造工藝問(wèn)題以及實(shí)際使用時(shí)存在的各種不良因素，都會(huì)影響霍爾元件的性能，從而產(chǎn)生誤差，其中最主要的誤差有：不等位電勢(shì)帶來(lái)的零位誤差以及由溫度變化產(chǎn)生的溫度誤差。采用恒流源提供恒定的控制電流可以減小溫度誤差，但元件的霍爾靈敏度系數(shù)也是溫度的系數(shù)，對(duì)于具有正溫度系數(shù)的霍爾元件，可在元件控制極并聯(lián)分流電阻來(lái)提高的溫度穩(wěn)定性。補(bǔ)償電路圖如下：溫度補(bǔ)償電路：3.霍爾集成電路（1）開(kāi)關(guān)型霍爾集成電路霍爾開(kāi)關(guān)集成電路框圖：各部分電路的功能如下：1）穩(wěn)壓源2）霍爾元件3）差分放大器4）施密特觸發(fā)器5）恒流電路6）輸出級(jí)霍爾傳感器A3144：（2）線(xiàn)性型霍爾集成電路線(xiàn)性型霍爾集成電路通常由霍爾元件、差分放大器、射極跟隨輸出及穩(wěn)壓電路四部分組成，其輸出電壓與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度呈線(xiàn)性比例關(guān)系，它有單端輸出和雙端輸出兩種形式，它們的電路如圖線(xiàn)性霍爾傳感器SS49E：4.NEWLab霍爾磁傳感器模塊認(rèn)識(shí)（1）霍爾磁傳感器模塊電路板認(rèn)識(shí)①線(xiàn)性霍爾傳感器SS49E及相對(duì)應(yīng)由霍爾線(xiàn)性元件構(gòu)成的電路，一共四個(gè)；②③霍爾開(kāi)關(guān)傳感器及相對(duì)應(yīng)由霍爾線(xiàn)性元件構(gòu)成的電路，一共兩個(gè)；④⑤⑥⑦線(xiàn)性AD輸出1、2、3、4接口J4、J6、J7、J5，測(cè)量霍爾線(xiàn)性元件電路的輸出電壓；⑧⑨霍爾開(kāi)關(guān)輸出1、2接口J2、J3，測(cè)量霍爾開(kāi)關(guān)元件電路的輸出電壓；⑩接地GND接口J1霍爾線(xiàn)性元件電路圖霍爾開(kāi)關(guān)元件電路圖（2）霍爾磁傳感器模塊場(chǎng)景模擬界面認(rèn)識(shí)任務(wù)二實(shí)驗(yàn)原理任務(wù)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜蝿?wù)三實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1.啟動(dòng)霍爾磁傳感器模塊霍爾磁傳感器模塊工作實(shí)圖如圖（1）將NEWLab實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)通電并與電腦連接。（2）將霍爾傳感模塊放置在NEWLab實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K插槽上。（3）將模式選擇調(diào)整到自動(dòng)模式，按下電源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使稱(chēng)霍爾傳感模塊開(kāi)始工作。（4）啟動(dòng)NEWLab實(shí)驗(yàn)上位機(jī)軟件平臺(tái)，選擇霍爾傳感。（5）選擇硬件連接說(shuō)明，上位機(jī)軟件平臺(tái)檢測(cè)硬件通過(guò)，如圖（6）選擇場(chǎng)景模擬實(shí)驗(yàn)，上位機(jī)軟件測(cè)試硬件平臺(tái)的霍爾傳感模塊正常工作，并進(jìn)入工作界面2.霍爾線(xiàn)性傳感模塊測(cè)試測(cè)量霍爾線(xiàn)性元件電路輸出的電壓：測(cè)量磁場(chǎng)變化后的線(xiàn)性AD輸出電壓：觀察場(chǎng)景模擬實(shí)驗(yàn)：3.霍