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第7章思考题与习题一、填空题1.霍尔传感器是一种—磁敏—传感器，它是把—磁学—物理量转换成电信号的装置，广泛应用于自动控制、信息传递、电磁测量、生物医学等各个领域。
它的最大特点是非接触测量2.霍尔电势■与—输入电流/—及—磁感应强度B.—成正比，其灵敏度拓与—霍尔系数吊成正比而与霍尔片厚度d成反比。
所以，为了提高灵敏度，霍尔元件常制成—簿片—形状。
3.霍尔元件的结构很简单，它通常由—霍尔片、—引线—和—壳体—组成。
4.______________________ 半导体材料的电阻率随磁场强度的增强而变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应制成的元件称为______ 磁敏电阻 ______ 。
二、简答题1.简述你理解中的霍尔效应。
1879年，美国物理学家霍尔（E. II. Hall）经过大量的实验发现：如果让一恒定电流通过一金属或半导体薄片，并将薄片置于强磁场中，在金属薄片的另外两侧将产生与磁场强度成正比的电动势，这个现象后来被人们称为霍尔效应。
假设霍尔元件为N型半导体薄片，薄片厚度为d,磁感应强度为夕的磁场方向垂直于薄片。
在薄片前后两端通以控制电流/,那么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流/相反的方向运动。
由于外磁场8的作用，使电子受到洛仑兹力A而发生偏转，结果在半导体的右端面上电子积累带负电，而左端面缺少电子带正电，在半导体的左右端面间形成电场。
该电场产生的电场力凡阻止电子继续偏转。
当A和片相等时，电子积累到达动态平衡。
这时在半导体左右两端面之间（即垂直于电流和磁场方向）建立电场，称为霍尔电场毋，相应的电势。
称为霍尔电势。
2.制成霍尔元件常用的材料有哪些？1948年以后，由于半导体技术迅速开展，人们找到了霍尔效应比拟明显的半导体材料, 并制成了镣化锢、碑化镣、神化钢、硅、信等材料的霍尔元件.目前常用的霍尔元件材料是N型硅，它的灵敏度、温度特性、线性度均较好。
3.简述集成霍尔传感器的分类、特点及应用场合。
第1章传感器特性习题答案：5.答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。
传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。
人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。
9．解：10. 解：11．解：带入数据拟合直线灵敏度 0.68,线性度±7% 。
，，，，，，13．解：此题与炉温实验的测试曲线类似:14．解：15．解：所求幅值误差为1.109,相位滞后33042,所求幅值误差为1.109,相位滞后33042,16．答：dy/dx=1-0.00014x。
微分值在x<7143Pa时为正，x>7143Pa时为负，故不能使用。
17．答：⑴20。
C时，0～100ppm对应得电阻变化为250～350 kΩ。
V0在48.78～67.63mV之间变化。
⑵如果R2=10 MΩ，R3=250 kΩ，20。
C时，V0在0～18.85mV之间变化。
30。
C时V0在46.46mV（0ppm）～64.43mV（100ppm）之间变化。
⑶20。
C时，V0为0～18.85mV，30。
C时V0为0～17.79mV，如果零点不随温度变化，灵敏度约降低4.9%。
但相对（2）得情况来说有很大的改善。
18．答：感应电压=2πfCRSVN,以f=50/60Hz, RS=1kΩ, VN=100代入，并保证单位一致，得：感应电压=2π*60*500*10-12*1000*100[V]=1.8*10-2V第3章应变式传感器概述习题答案9. 答：(1).全桥电路如下图所示(2).圆桶截面积应变片1、2、3、4感受纵向应变；应变片5、6、7、8感受纵向应变；满量程时：（3）10．答：敏感元件与弹性元件温度误差不同产生虚假误差，可采用自补偿和线路补偿。
11．解：12．解：13．解：①是ΔR/R=2（Δl/l）。
因为电阻变化率是ΔR/R=0.001，所以Δl/l（应变）=0.0005=5*10-4。
传感器与检测技术（第二版）参考答案第1章 检测技术基本知识1.1单项选择:1.B2.D3. A4.B1.2见P1；1.3见P1-P3；1.4见P3-P4；1.5 见P5；1.6 （1）1℃（2）5﹪，1﹪ ；1.7 0.5级、0.2级、0.2级；1.8 选1.0级的表好。
0.5级表相对误差为25/70=3.57﹪, 1.0级表相对误差为1/70=1.43﹪；1.9见P10-P11；1.10见P11- P12；1.11 见P13-P14第2章 电阻式传感器及应用2.1 填空1.气体接触，电阻值变化；2.烧结型、厚膜型；3.加热器，加速气体氧化还原反应；4.吸湿性盐类潮解，发生变化2.2 单项选择1.B 2. C 3 B 4.B 5.B 6. A2.3 P17；2.4 P17；2.5P24；2.6 P24；2.7 P24-P25；2.8 P25；2.9 P26；2.10 P30-312.11 应变片阻值较小；2.12P28，注意应变片应变极性，保证其工作在差动方式；2.16 Uo=4m V ；2.17 P34；2.18 P34；2.19 (1) 桥式测温电路，结构简单。
（2）指示仪表 内阻大些好。
（3）RB:电桥平衡调零电阻。
2.20 2.21 线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好；传感器的延迟时间越短越好；传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。
2.23 P44；2.33 P45第3章 电容式传感器及应用3.1 P53-P56；3.2 变面积传感器输出特性是线性的。
3.3 P58-P59；3.4 P59-P613.5 当环境相对湿度变化时，亲水性高分子介质介电常数发生改变，引起电容器电容值的变化。
属于变介电常数式。
3.6 参考变面积差动电容传感器工作原理。
参考电容式接近开关原理。
3.8 （1）变介电常数式；（2）参P62 电容油料表原理第4章 电感式传感器及应用4.1 单项选择1.B；2.A4.2 P65；4.3 P68；4.4 螺线管式电感传感器比变隙式电感传感器的自由行程大。
霍尔传感器工作原理
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，用来检测和测量磁场。
霍尔效应是指当电流通过金属板或半导体时，如果该金属板或半导体同时受到垂直于电流方向的磁场的作用，就会在它的两侧产生电势差。
这个现象被称为霍尔效应。
霍尔传感器利用了这个原理来测量外部磁场的强度。
具体来说，霍尔传感器主要由霍尔元件和信号处理电路组成。
霍尔元件一般是一块具有霍尔效应的材料，例如铟镓砷（InGaAs）、硒化铋（Bi2Se3）等。
当外部磁场作用于霍尔元件时，霍尔效应会在元件的侧面产生一个电压。
这个电压与磁场的强度成正比，可以通过信号处理电路进行放大和处理，最终得到与磁场强度相关的输出信号。
霍尔传感器具有灵敏度高、响应速度快、功耗低等特点，被广泛应用于各个领域。
例如，在汽车领域，霍尔传感器可用于测量转速、车速等；在工业领域，它可以用于检测电机的转速和位置等。
此外，霍尔传感器还常用于测量地磁场、磁体表面磁场以及磁性材料的磁场分布等。
总的来说，霍尔传感器通过利用霍尔效应来测量外部磁场的强度，具有许多优点和广泛的应用前景。
霍尔传感器工作原理
一、引言
霍尔传感器是一种磁感应电子元件，其工作原理基于霍尔效应。
霍尔效应是指当电流通过磁场中的导体时，在导体垂直于磁场和电流的方向上会产生一个电势差，这个电势差被称为霍尔电压。
霍尔传感器利用这个效应来测量磁场强度、电流、电压等物理量，被广泛应用于测量和控制领域。
二、正文
霍尔效应原理
(1) 当电流通过置于磁场中的导体时，磁场会对导体内的自由电子施加洛伦兹力，使电子在垂直于电流和磁场的方向上产生偏移。
(2) 由于电子的偏移，在导体两端会产生电势差，这个电势差被称为霍尔电压。
(3) 霍尔电压的大小与磁场强度、导体材料、电流强度等因素有关。
霍尔传感器的结构和工作原理
(1) 霍尔传感器主要由霍尔元件、信号处理电路和输出电路组成。
(2) 霍尔元件是利用霍尔效应的磁感应元件，其作用是感应磁场强度并产生相应的电信号。
(3) 信号处理电路对霍尔元件产生的电信号进行放大、滤波和调整，以获得更准确的测量结果。
(4) 输出电路将处理后的电信号转换成可用的输出信号，如电压、电流或频率等。
霍尔传感器的应用领域
(1) 测量电流和电压：利用霍尔传感器可以非接触地测量电流和电压，避免了对测量设备的直接电接触，提高了安全性。
(2) 电机控制：霍尔传感器可用于测量电机转子的位置和速度，实现对电机的精确控制。
(3) 位置检测：利用霍尔传感器的特性，可以检测磁场中的物体位置变化，应用于各种位置检测系统中。
(4) 开关和继电器：将霍尔传感器应用于开关和继电器中，可以实现磁场控制的功能，提高设备的自动化程度。
