5实验(五)霍尔式传感器的特性

一、实训目的1. 理解霍尔式传感器的工作原理；2. 掌握霍尔式传感器的结构、性能和应用；3. 学会霍尔式传感器的安装、调试和故障排除；4. 培养动手能力和团队合作精神。

二、实训内容1. 霍尔式传感器工作原理霍尔式传感器是基于霍尔效应原理制成的，当霍尔元件处于磁场中时，在其两端会产生霍尔电压。

霍尔电压的大小与磁场强度成正比，方向垂直于磁场和霍尔元件所在的平面。

2. 霍尔式传感器的结构霍尔式传感器主要由霍尔元件、放大电路、信号处理电路和输出电路组成。

（1）霍尔元件：是霍尔式传感器的核心部件，主要由半导体材料制成，具有高灵敏度、高稳定性等优点。

（2）放大电路：将霍尔元件输出的微弱霍尔电压放大到一定幅度，以满足后续电路的需求。

（3）信号处理电路：对放大后的信号进行滤波、整形等处理，以消除噪声和干扰。

（4）输出电路：将处理后的信号转换为标准信号，如电压、电流或频率等，以便于后续电路的使用。

3. 霍尔式传感器的性能（1）高灵敏度：霍尔式传感器具有很高的灵敏度，能够检测微弱的磁场变化。

（2）高精度：霍尔式传感器的测量精度较高，可达±0.1%。

（3）高稳定性：霍尔式传感器具有很高的稳定性，受温度、湿度等因素影响较小。

（4）抗干扰能力强：霍尔式传感器具有较强的抗干扰能力，能够抵御电磁干扰、温度干扰等。

4. 霍尔式传感器的应用（1）位移测量：霍尔式传感器可以用于测量机械位移、角度等。

（2）转速测量：霍尔式传感器可以用于测量电机转速、转速差等。

（3）磁场测量：霍尔式传感器可以用于测量磁场强度、方向等。

（4）电流测量：霍尔式传感器可以用于测量电流大小、方向等。

三、实训过程1. 准备工作（1）了解实训内容，明确实训目的。

（2）熟悉实训设备，包括霍尔式传感器、信号发生器、示波器等。

（3）了解实训原理，掌握实训步骤。

2. 实训步骤（1）搭建霍尔式传感器实验电路。

（2）连接信号发生器和示波器，观察霍尔式传感器的输出信号。

实验报告姓名：张伟楠班级： F 学号：实验成绩：同组姓名：马文琪实验日期：08.03.31 指导教师：批阅日期：集成霍尔传感器的特征测量与应用【实验目的】1．了解霍耳效应原理和集成霍耳传感器的工作原理。

2．通过测量螺线管励磁电流与集成霍耳传感器输出电压的关系，证明霍耳电势差与磁感应强度成正比。

3．用通电螺线管中心点处磁感应强度的理论计算值校准集成霍耳传感器的灵敏度。

4．测量螺线管内磁感应强度沿螺线管中轴线的分布，并与相应的理论曲线比较。

【实验原理】1、霍耳效应将一导电体（金属或半导体）薄片放在磁场中，并使薄片平面垂直于磁场方向。

当薄片纵向端面有电流I流过时，在与电流I和磁场B垂直的薄片横向端面a、b间就会产生一电势差，这种现象称为霍耳效应（Hall effect），所产生的电势差叫做霍耳电势差或霍耳电压，用U H表示。

霍耳效应是由运动电荷（载流子）在磁场中受到洛伦兹力的作用引起的。

洛伦兹力使载流子发生偏转，在薄片横向端面上聚积电荷形成不断增大的横向电场（称为霍耳电场），从而使载流子又受到一个与洛伦兹力反向的电场力，直到两力相等，载流子不再发生偏转，在a、b间形成一个稳定的霍耳电场。

这时，两横向端面a、b间的霍耳电压就达到一个稳定值。

端面a、b间霍耳电压的符合与载流子电荷的正负有关。

因此，通过测量霍耳电压的正负，即可判断半导体材料的导电类型。

实验表明，在外磁场不太强时，霍耳电压与工作电流和磁感应强度成正比，与薄片厚度成反比，即( 1)式中比例系数和分别为霍耳系数和霍耳元件的灵敏度。

用霍耳效应测量磁场是在霍耳元件的灵敏度和工作电流已知的情况下，通过测量霍耳电压，再由公式（1）求出磁感应强度。

2、集成霍耳传感器SS495A型集成霍耳传感器（线性测量范围0-67mT，灵敏度31.25V/T）由霍耳元件、放大器和薄膜电阻剩余电压补偿器组成。

测量时输出信号大，不必考虑剩余电压的影响。

工作电压Vs＝5V，在磁感应强度为零时，输出电压为。

霍尔传感器位移特性实验报告霍尔传感器位移特性实验报告一、引言霍尔传感器是一种常用的非接触式位移传感器，广泛应用于工业自动化、汽车电子、航空航天等领域。

本实验旨在探究霍尔传感器的位移特性，通过实验数据的采集和分析，了解霍尔传感器在不同位移条件下的响应特点。

二、实验目的1. 理解霍尔传感器的工作原理；2. 掌握霍尔传感器的位移测量方法；3. 分析霍尔传感器在不同位移下的输出特性。

三、实验装置与方法1. 实验装置：- 霍尔传感器：将霍尔传感器固定在测量平台上，与位移装置相连；- 位移装置：通过手动旋钮控制位移装置的运动，使其产生不同的位移；- 数据采集系统：使用万用表或示波器对霍尔传感器的输出信号进行采集。

2. 实验方法：- 将霍尔传感器与位移装置连接后，将位移装置调整到初始位置；- 通过手动旋钮控制位移装置，逐步改变位移，记录下每个位移条件下的传感器输出信号；- 将采集到的数据进行整理和分析。

四、实验结果与分析在实验过程中，我们按照不同的位移条件，记录下了霍尔传感器的输出信号。

通过对数据的整理和分析，我们得到了以下结果：1. 位移与输出信号的关系：我们发现，随着位移的增加，霍尔传感器的输出信号呈线性增加的趋势。

这与霍尔传感器的工作原理相吻合，即霍尔传感器通过感应磁场的变化来测量位移。

2. 输出信号的稳定性：在一定范围内，霍尔传感器的输出信号相对稳定，变化较小。

然而，当位移超出一定范围时，输出信号的变化较大。

这可能是由于霍尔传感器的灵敏度有限，在较大位移下无法准确测量。

3. 温度对输出信号的影响：在实验过程中，我们还发现温度对霍尔传感器的输出信号有一定影响。

随着温度的升高，输出信号呈现出一定的波动。

这可能是由于温度变化引起霍尔传感器内部电路的参数变化，进而影响输出信号的稳定性。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了霍尔传感器的位移特性。

我们发现霍尔传感器的输出信号与位移呈线性关系，在一定范围内相对稳定。

线性霍尔传感器位移特性实验1.实验目的通过对线性霍尔传感器位移特性的实验，使学生了解线性霍尔传感器的基本工作原理，并了解它在位移测量中的应用。

2.实验仪器线性霍尔传感器、数字万用表、调整电源。

3.实验原理线性霍尔传感器是一种基于霍尔效应工作的传感器。

当通过传感器的电流与磁场相互作用时，传感器的输出电压会发生变化。

通过调整传感器附近的磁场，可以改变传感器的输出电压。

线性霍尔传感器的输出电压与输出电流成正比，因此可以用来测量位移。

4.实验步骤(1)将调整电源的电压调整到3V左右，将线性霍尔传感器连接到数字万用表的电流输入端。

(2)将线性霍尔传感器固定在一个平面表面上，并将测量头固定在传动机构上。

(3)在传动机构上固定一块磁铁，并将磁铁与线性霍尔传感器保持一定的距离。

(4)用手慢慢地移动传动机构，观察及记录数字万用表的输出读数，同时测量传动机构的位移。

(5)按照步骤(4)，沿一个方向不断地调整传动机构的位置，获得输出电压和位移数据。

然后，沿相反的方向重复这个过程。

(6)根据实验中获得的数据绘制线性霍尔传感器的位移特性曲线。

5.实验注意事项(1)实验时应防止磁场干扰，以免影响实验结果。

(2)在实验过程中需要减小环境磁场干扰。

(3)尽量减少传动机构的摩擦，以确保实验结果的准确性。

6.实验结果分析根据实验分析得到的数据，可以绘制线性霍尔传感器的位移特性曲线。

通过分析该曲线，可以了解线性霍尔传感器的工作特性。

根据曲线的斜率，可以计算出线性霍尔传感器的灵敏度，进一步推断出它在位移测量中的应用范围。

实验5 A3144开关型霍尔传感器实验班级：B13512 学号：20134051204 姓名：闭雨哲一、实验目的：1、了解开关型霍尔传感器A3144的原理。

2、通过单片机和A3144模拟电动车刹把工作过程。

二、实验内容和要求：1. 按实验原理连接设备。

2、通过A3144检测电动车是否刹车，若未检测到刹车，则发送“run”信息至串口显示，同时使电机转动；若检测到刹车，则发送“stop”信息至串口助手显示，并点亮1个led灯，并另电机停止转动。

三、使用的设备和软件：PC、单片机开发板、霍尔传感器、电机、KEIL、STC-ISP、串口调试助手四、硬件原理与连接：霍尔式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。

在正极和输出接电阻（1到10K）。

在负极和输出间接一个发光二极管。

接电后用磁铁靠近或远离或反正面反复在霍尔印章面可以看到发光二极管是否发光变化（磁钢靠近有霍尔有输出变化的那一面为S极）。

五、实验代码voidSensor_init_TTL(void){ //IO口初始化GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(SENSOR_CLOCK,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=Sensor_IO_PIN2;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入GPIO_Init(Sensor_IO_PORT,&GPIO_InitStructure);}voidGetSensorData(u8*data){ //采集数据函数data[0]=0;data[1]=0;//如果是声音、震动传感器，则采用中断方式检测if(senser_type==SENSOR_SOUND||senser_type==SENSOR_801S){data[2]=sensor_exit_flag;sensor_exit_flag=0;}elsedata[2]=SENSOR2_IN();data[3]=0;data[4]=0;//数据校正，开关型传感器，0（默认）是正常，1是发生变化//光照、倾斜、霍尔传感器if(senser_type==SENSOR_LIGHT5537|senser_type==SENSOR_TILT|senser_type==SENSOR_HDS10|sens er_type==SENSOR_HALL3144) {data[2]=(~data[2])&0x01; } }解释：霍尔传感器使用data[2]=SENSOR2_IN();进行数据采集，其中SENSOR2_IN();的宏定义为((Sensor_IO_PORT->IDR&Sensor_IO_PIN2)>>Sensor_IO_NUM2)；其本质也就是采集PB7口的电平变化情况来判断检测磁铁的状态。

实验五霍尔传感器位移特性实验（共2页）（一）直流激励时位移特性实验一、实验目的：了解霍尔传感器的原理与应用。

二、实验仪器：霍尔传感器模块、霍尔传感器、测微头、直流电源、数显电压表。

三、实验原理：根据霍尔效应，霍尔电势U H=K H IB，其中K H为灵敏度系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流I一定，霍尔组件在一个梯度磁场中运动时，就可以用来进行位移测量。

四、实验内容与步骤1．按图5-1接线。

图5-1 霍尔传感器直流激励接线图2．开启电源，直流数显电压表选择“2V”档，将测微头的起始位置调到“1cm”处，手动调节测微头的位置，先使霍尔片大概在磁钢的中间位置（数显表大致为0），固定测微头，再调节Rw1使数显表显示为零。

3．分别向左、右不同方向旋动测微头，每隔0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入下表5-1及5-2。

五、实验报告1．作出U－X曲线，计算灵敏度。

2．何为霍尔效应？制作霍尔元件应采用什么材料，为什么？（二）交流激励时位移特性实验一、实验目的：了解交流激励时霍尔传感器的特性二、实验仪器：霍尔传感器模块、霍尔传感器、测微头、直流电源、数显电压表。

三、实验原理：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。

四、实验内容与步骤：1．接线如下图5-2。

图5-22．调节振荡器的音频调频和音频调幅旋钮，使音频振荡器的“00”输出端输出频率为1K，Vp-p=4V的正弦波（注意：峰峰值不应过大，否则烧毁霍尔组件）。

3．开启电源，直流数显电压表选择“2V”档，将测微头的起始位置调到“10mm”处，手动调节测微头的位置，使霍尔片大概在磁钢的中间位置（数显表大致为0），固定测微头，再调节Rw1使数显表为零。

4．分别向左、右不同方向旋动测微头，每隔0.2mm记一个读数，直到读数近似不变，将读数填入下表5-3及5-4。

五、实验报告1．作出U－X曲线，计算灵敏度。

了解霍尔式传感器的原理与特性。

根据霍尔效应，霍尔电势 UH=K H IB，保持 K H 、I 不变，若霍尔元件在梯度磁场 B 中运动，且 B 是线性均匀变化的，则霍尔电势 U H 也将线性均匀变化，这样就可以进行位移测量。

霍尔片、磁钢、电桥、差动放大器、F/V 表、直流稳压电源、测微头、振动平台。

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。

1、了解霍尔传感器结构、熟悉霍尔片电路符号，霍尔片安装在振动圆盘上,两个半圆永久磁钢固定在顶板上，二者组合成霍尔传感器(老)；霍尔片封装成探头固定在调节支架上，圆形永久磁钢固定在振动圆盘上 (新) ，两种不同结构的霍尔传感器，请对照设备看下。

2、开启主电源将差动放大器调零后，增益最小，关闭主电源，根据图 23 接线，W1、r 为电桥单元的直流平衡网络。

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(老)，霍尔探头置于圆形磁钢中心 (新) 并且相距约 2-3mm。

4、开启主电源，调整 W1 使电压表指示为零【如电压表指示不能调零 (新) ，再进一步一调整霍尔探头与圆形磁钢中心的距离，直至可到零位】。

5、记下测微头起始刻度，顺时针旋动测微头，记下电压表读数，建议每 0.2—0.5mm 读一个数，将读数填入下表：作出 V-X 曲线，记下线性范围(X-V)坐标，求出灵敏度。

通过实验可以想到：本实验实际上是用移动的霍尔元件(或磁钢)来测磁场分布情况，磁场分布的线性程度决定了输出霍尔电势的线性度，且灵敏度与磁场强度有关。

6、实验完结关闭主电源，各旋钮置初始位置。

1、由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴霍尔探头尽量对准磁钢中心，以高灵敏度。

一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。

2、霍尔传感器的输入、输出端口不要弄错；激励电压不能过 2V，以免损坏霍尔片。

一、实验目的1. 了解各类传感器的基本原理、工作特性及测量方法。

2. 掌握传感器实验仪器的操作方法，提高实验技能。

3. 分析传感器在实际应用中的优缺点，为后续设计提供理论依据。

二、实验内容本次实验主要包括以下几种传感器：电容式传感器、霍尔式传感器、电涡流式传感器、压力传感器、光纤传感器、温度传感器、光敏传感器等。

1. 电容式传感器实验（1）实验原理：电容式传感器利用电容的变化来测量物理量，其基本原理为平板电容 C 与极板间距 d 和极板面积 S 的关系式C=ε₀εrS/d。

（2）实验步骤：搭建实验电路，将传感器安装在实验台上，调整传感器与测量电路的连接，进行数据采集，分析传感器特性。

2. 霍尔式传感器实验（1）实验原理：霍尔式传感器利用霍尔效应，将磁感应强度转换为电压信号，其基本原理为霍尔电压 U=KBIL。

（2）实验步骤：搭建实验电路，将霍尔传感器安装在实验台上，调整传感器与测量电路的连接，进行数据采集，分析传感器特性。

3. 电涡流式传感器实验（1）实验原理：电涡流式传感器利用涡流效应，将金属导体中的磁通量变化转换为电信号，其基本原理为电涡流电压 U=KfB。

（2）实验步骤：搭建实验电路，将电涡流传感器安装在实验台上，调整传感器与测量电路的连接，进行数据采集，分析传感器特性。

4. 压力传感器实验（1）实验原理：压力传感器利用应变电阻效应，将力学量转换为易于测量的电压量，其基本原理为应变片电阻值的变化与应力变化成正比。

（2）实验步骤：搭建实验电路，将压力传感器安装在实验台上，调整传感器与测量电路的连接，进行数据采集，分析传感器特性。

5. 光纤传感器实验（1）实验原理：光纤传感器利用光纤的传输特性，将信息传感与信号传输合二为一，其基本原理为光纤传输的损耗与被测物理量有关。

（2）实验步骤：搭建实验电路，将光纤传感器安装在实验台上，调整传感器与测量电路的连接，进行数据采集，分析传感器特性。

6. 温度传感器实验（1）实验原理：温度传感器利用电阻或热电偶的特性，将温度变化转换为电信号，其基本原理为电阻或热电偶的电阻或电动势随温度变化。

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。

实验4 霍尔开关（传感器）的特性及应用设计1879年霍尔在研究载流导体在磁场中受力的性质时发现了霍尔效应，它是电磁基本现象之一。

利用此现象制成的各种霍尔元件，特别是测量元件，广泛地应用于工业自动化和电子技术。

对于半导体材料，测量霍尔系数和电导率，是研究它们电性能的重要手段。

本设计实验的仪器装置是河北工业大学物理实验中心研制的霍尔元件与光电门的特性及转速测量通用装置。

它对于言传身教、寓教于学，激发学生的创造性有积极意义。

一、目的要求1．掌握霍尔元件的工作原理。

了解霍尔开关集成电路的特性及其主要参数和应用。

2．测量风扇或电机在不同工作电压下的转速，并描绘速度与电压的关系曲线。

3．研究并设计霍尔开关集成电路在测速度、里程、计数以及诸多实际问题中的应用装置。

二、仪器装置霍尔开关集成电路、光电门、电源、风扇、导线、示波器、计算机等。

三、实验原理（一）霍尔元件及霍尔开关集成电路的工作原理如图4-1所示，霍尔元件由均匀的n 型半导体材料制成，长l 宽b 厚d 。

如果在M 、N 两端加一稳定电压，则有恒定电流I 沿X 轴方向通过霍尔元件。

M 、N 之间的等位面平行于YZ 平面。

假定电流I 是沿负X 轴以速度v 运动的电子所构成，电子电荷为e ，而自由电子的浓度为n ，则电流为ebndv dtdQI −==（4-1） 若在z 轴方向加上恒定磁场B，沿X 轴运动的电子就受到向下的洛伦兹力的作用。

B v e f B rr r ×−= （4-2）图4-1 霍尔元件工作原理图 图4-2 霍尔开关集成电路原理图于是，霍尔元件内部的电子向下作抛物线运动，并积聚在下方平面。

同时上方平面剩余正电荷，结果形成一个上正下负的电场E r。

上下两个平面间具有电位差，上述过程在短暂的10H V -13s～10-11s内就能完成。

这个现象就是霍尔效应，这个电压就是霍尔电压。

当上下两个平面聚积的电荷产生的电场对电子的静电作用力与洛伦兹力下相等时，电子就无偏离地从右向左用过半导体，此时有如下关系B E f f r r = 即 evB bVe H = （4-3）KIB endIBbvB V H =−== （4-4） KIV B H=（4-5）式中，K=1/end 叫做霍尔元件的灵敏度，B 的单位用T（特，即特斯拉），K 的单位为mV /(mA ·T)。

霍尔式传感器特性实验报告引言霍尔式传感器是一种常用于检测磁场的传感器，它利用霍尔效应实现对磁场的测量。

本实验旨在通过实际操作，探索霍尔式传感器的特性以及其应用。

实验材料•霍尔式传感器•磁铁•电源•电压表•电流表•连接线实验步骤1.连接电路将电源、霍尔式传感器、电压表和电流表按照电路图连接起来。

确保电路连接正确无误。

2.测量传感器感应电压在电路中加入磁铁，通过改变磁铁与传感器的距离，观察并记录感应电压的变化。

分析感应电压与磁场强度之间的关系。

3.测量传感器输出电流在电路中加入一个负载电阻，通过改变磁铁与传感器的距离，观察并记录传感器输出电流的变化。

分析输出电流与磁场强度之间的关系。

4.测量传感器响应时间将磁铁快速靠近和远离传感器，观察并记录传感器的响应时间。

分析传感器的响应时间与磁场变化的关系。

5.分析实验结果根据所测量的数据和观察结果，分析霍尔式传感器的特性，并探讨其在实际应用中的潜力和限制。

实验结果与讨论我们测量了不同磁场强度下传感器的感应电压和输出电流，并观察了传感器的响应时间。

通过实验数据和分析，我们发现传感器的感应电压与磁场强度呈线性关系，即感应电压随磁场强度的增加而增加。

这说明霍尔式传感器可以用于测量磁场的强度。

传感器的输出电流也与磁场强度呈线性关系，即输出电流随磁场强度的增加而增加。

这为使用传感器进行电流测量提供了一种可行的方法。

我们还观察到，传感器的响应时间较短，即传感器能够迅速地对磁场强度的变化做出响应。

这对于需要实时检测磁场的应用非常有价值。

然而，我们也发现传感器在极弱的磁场下可能无法正常工作，或者在磁场过强时会发生饱和现象，导致输出电流不再随磁场强度的增加而增加。

因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的传感器。

结论通过本实验，我们深入了解了霍尔式传感器的特性，并验证了其对磁场的测量能力。

我们发现，霍尔式传感器具有线性响应、快速响应和可靠性高的特点，适用于多种磁场测量和电流测量的应用场景。

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。

实验三霍耳式传感器的特性—直流激励实验（1）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结构、工作原理，学会用霍尔传感器做静态位移测试。

二、实验原理：霍尔式传感器是由工作在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。

三、实验所需部件：直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。

图（17）四、实验步骤：1．按图（17）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W D，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。

2．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。

五、注意事项：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。

实验（2）霍尔传感器的应用―电子秤一、实验目的：说明线性霍尔传感器的实际应用。

二、实验所需部件：霍尔式传感器、直流稳压电源、差动放大器、振动圆盘、砝码、电桥、电压表。

三、实验步骤：1．移开测微头，按实验（1）直流激励接好系统，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，依次记下表头读数，填入下图，并做出V－W曲线。

3．移走称重砝码，在平台上另放置一未知重量之物品，根据表头读数从V－W曲线中求得其重量。

四、注意事项：1．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。

2．砝码应置于平台的中间部分，避免平台倾斜。

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》摘要：本实验旨在研究霍尔式传感器的特性，通过实验测量霍尔传感器的输出电压与磁场强度的关系，探讨霍尔传感器的灵敏度和线性范围。

实验结果表明，霍尔传感器具有良好的灵敏度和线性特性，可广泛应用于磁场测量和位置控制等领域。

引言：霍尔效应是指当导体中的电子在磁场作用下，会产生一定的电压差，这种现象被称为霍尔效应。

基于霍尔效应的传感器被称为霍尔传感器，它可以测量磁场的强度，并将其转化为电压信号输出。

霍尔传感器具有灵敏度高、响应速度快、可靠性高等优点，广泛应用于工业控制、汽车电子、航空航天等领域。

本实验旨在研究霍尔传感器的特性，为其在实际应用中提供参考。

实验目的：1. 研究霍尔传感器的工作原理；2. 测量霍尔传感器的输出电压与磁场强度的关系；3. 探讨霍尔传感器的灵敏度和线性范围。

实验原理：霍尔传感器是一种利用霍尔效应测量磁场的传感器，其工作原理是当导体中的电子在磁场作用下，会产生一定的电压差。

霍尔传感器通常由霍尔元件、电源和输出电路组成。

当磁场作用于霍尔元件时，会在元件中产生一定的电压信号，通过输出电路输出。

输出电压与磁场强度成正比，可以用来测量磁场的强度。

实验步骤：1. 连接霍尔传感器和电源，接通电源；2. 调节磁场强度，测量不同磁场强度下的霍尔传感器输出电压；3. 绘制霍尔传感器输出电压与磁场强度的曲线；4. 计算霍尔传感器的灵敏度和线性范围。

实验结果与分析：经过实验测量和数据处理，得到了霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系曲线。

实验结果表明，霍尔传感器的输出电压与磁场强度成正比，且呈现良好的线性关系。

通过对曲线进行拟合分析，计算得到了霍尔传感器的灵敏度和线性范围。

实验结果表明，霍尔传感器具有良好的灵敏度和线性特性，可以准确地测量磁场的强度。

结论：通过本实验研究，我们深入了解了霍尔传感器的工作原理和特性。

实验结果表明，霍尔传感器具有良好的灵敏度和线性特性，可广泛应用于磁场测量和位置控制等领域。

实验19 霍尔效应实验和霍尔法测量磁场霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。

1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。

后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。

随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。

在电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。

近年来，霍尔效应实验不断有新发现。

1980年原西德物理学家冯·克利青研究二维电子气系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。

目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。

在磁场、磁路等磁现象的研究和应用中，霍尔效应及其元件是不可缺少的，利用它观测磁场直观、干扰小、灵敏度高、效果明显。

[实验目的]1、霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用2、测绘霍尔元件的V H—Is，V H—I M曲线，了解霍尔电势差V H与霍尔元件工作电流I s、磁感应强度B及励磁电流I M之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。

4、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

[实验仪器]DH4512系列霍尔效应实验仪[实验原理]霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。

当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

如图2-1所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流Is（称为工作电流），假设载图2-1流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。

传感器技术课程标准课程名称：传感器技术课程编码：50133506课程类型：理实一体化开课部门：信息工程系规定课时：48一、前言1．课程性质本课程是物联网应用技术专业必修课程,通过学习，使学生了解常用的传感器的工作原理及适用的场合，使学生能够利用所学知识，正确选用传感器；加强动手能力的培养，结合实验环境理解教材的内容，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的专业素质。

为后续课程的学习打下坚实的基础。

2．课程定位传感器技术是工业自动化、人工智能、无线传感器网络、物联网等领域的基础性学科，是实现信息获取、信息转换、信号处理主要途径，是一门实验性学科，是物联网、电子、自动化等专业学生的必修专业基础课。

因此该课程在物联网应用技术专业的课程体系中占据了十分重要的地位，对学生的职业能力和职业素养的养成起到了主要的支撑作用。

前导课程：电工基础、电子技术、电力电子技术等。

后续课程：无线传感器网络技术应用、物联网系统集成、物联网传感层综合实训、计算机控制技术、供电技术等。

3．课程设计思路本课程以“项目导向、任务驱动、基于企业信息化实施工作过程”为教学思路，以学生为主体，以项目实验为教学载体，以行动为导向进行教学，是理论和实验相结合的课程。

通过案例练习，让学生了解传感器计数的现状与发展趋势，掌握传感器技术的原理与应用方法，让学生能熟练利用所学知识，正确选用传感器，实现物联网物理层的数据采集，并对实施项目进行维护。

同时培养学生爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳的职业精神与创新意识。

本课程对物联网应用技术专业共开设48课时，其中实践课时占24课时。

二、课程目标使学生掌握各类传感器的工作原理、基本结构、主要性能，达到能熟练地根据物联网系统的需求分析，选择合适的传感器构建感知层，能熟练地分析判断已有的物联网系统与传感器有关的故障，能熟练使用、更换、维护相关的传感器及配套电路，为学生未来从事专业方面实际工作的能力奠定基础。

1．课程教学目标①使学生能够系统地学习与掌握基本测量电路和主要的物理效应——应变效应、磁感效应、压电效应、热电效应、光电效应、霍尔效应、磁阻效应和光栅莫尔条纹放大原理等。

实验五线性霍尔传感器位移特性实验一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。

二、基本原理：本实验采用的霍尔式位移（小位移1mm～2mm）传感器是由线性霍尔元件、永久磁钢组成，其它很多物理量如：力、压力、机械振动等本质上都可转变成位移的变化来测量。

霍尔式位移传感器的工作原理和实验电路原理如图17—2 (a)、(b)所示。

将磁场强度相同的两块永久磁钢同极性相对放置着，线性霍尔元件置于两块磁钢间的中点，其磁感应强度为0，(a)工作原理(b)实验电路原理图17—2霍尔式位移传感器工作原理图设这个位置为位移的零点，即X＝0，因磁感应强度B＝0，故输出电压U H＝0。

当霍尔元件沿X轴有位移时，由于B≠0，则有一电压U H输出，U H经差动放大器放大输出为V。

V与X有一一对应的特性关系。

＊注意：线性霍尔元件有四个引线端。

涂黑二端是电源输入激励端，另外二端是输出端。

接线时，电源输入激励端与输出端千万不能颠倒，否则霍尔元件就损坏。

三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头。

四、实验步骤：1、调节测微头的微分筒(0.01mm/每小格)，使微分筒的0刻度线对准轴套的10mm 刻度线。

按图17—3示意图安装、接线，将主机箱上的电压表量程切换开关打到2V档，±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源调节到±4V档。

2、检查接线无误后，开启主机箱电源，松开安装测微头的紧固螺钉，移动测微头的安装套，使传感器的PCB板（霍尔元件）处在两园形磁钢的中点位置(目测)时，拧紧紧固螺钉。

再调节R W1使电压表显示０。

图17—3 霍尔传感器(直流激励)位移实验接线示意图3、测位移使用测微头时，当来回调节微分筒使测杆产生位移的过程中本身存在机械回程差，为消除这种机械回差可用单行程位移方法实验：顺时针调节测微头的微分筒3周，记录电压表读数作为位移起点。