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霍尔式传感器是利用霍尔效应把被测信号转换成电势变化信号的传感器。霍尔效应1879年由JohnsHopkins大学的研究生EdwinHall发现,其导师是HenryA.Rowland教授.是在探索“电”与“磁”的相互影响的过程中偶然发现的。只观察到现象,而不能解释该现象。“论磁铁对电流的新作用”发表在《美国数学杂志》上。这种“新作用”就是后来被人们称作的“霍耳效应”。1978年KlausvonKlitzing在极低温度和强磁场(凝聚态)中的半导体中研究霍尔效应,意外发现霍尔常数的跃变。直到1980年,KlausvonKlitzing才注意到霍尔平台的量子化单位。1985年,KlausvonKlitzing因对量子霍尔效应的突出贡献获诺贝尔物理奖.1982年,受到KlausvonKlitzing研究成果的影响,崔琦(Princeton),H.L.Stormer(Columbia)与RobertLaughlin(Stanford)在更低温度和更强磁场下验证霍尔效应,意外的发现了新的霍尔平台。1983年,R.B.Laughlin写下了一个波函数,对这种现象给出了很好的解释。1998年,诺贝尔物理奖授予HorstStormer,崔琦和RobertLaughlin,以表彰他们发现分数量子霍尔效应及对这一新效应的深刻理解.科学研究工作有继承性、偶然性。以史为鉴,继往开来持之以恒,变偶然为必然①霍尔效应习题:问题2自由电子在磁场的作用下做定向运动,受洛仑兹力作用:当两作用力相等时电荷不再向两边积累,达到动态平衡:代入后:载流体的电阻率与霍尔系数和载流子迁移率之间的关系为问题1霍尔元件示意图②霍尔元件的材料③霍尔元件的性能指标霍尔元件的主要技术指标:不等位电势当霍尔元件通以控制电流IH而不加外磁场时,它的霍尔输出端之间仍有空载电势存在,该电势就称为不等位电势(或零位电势)。寄生直流电势当不加外磁场,控制电流改用额定交流电流时,霍尔电极间的空载电势为直流与交流电势之和。其中的交流霍尔电势与前述零位电势相对应,而直流霍尔电势是个寄生量,称为寄生直流电势V。不等位电势U0产生的原因:寄生直流电势:当控制磁场为零,激励电流用额定交流电流时,霍尔电极间的空载电势为直流电势与交流电势之和。在此情况下,直流电势称为寄生直流电势;交流电势称为交流不等位电势。寄生直流电势产生的原因是电极与基片间存在非欧姆接触(接触不良),以及两个霍尔电极焊点大小不同而导致的直流温差电势。产生原因不同不等位电势--电极安装不对称、半导体材料不均匀寄生直流电势--接触电势、温差电势表现形式不同不等位电势--与激励电流相关寄生直流电势--与激励电流不相关补偿方法不同不等位电势--补偿较为容易寄生直流电势--难于完全补偿不等位电势的补偿霍尔元件可以等效为一个四臂电阻电桥,不等位电势就相当于电桥的初始不平衡输出电压。不等位电势补偿的本质:R’1=R’2;R’3=R’4问题6选用温度系数小的霍尔元件(RH小)温度对霍尔元件的参数影响:温度为To时温度对霍尔元件的参数影响:温度为To时习题:乘法作用:指当霍尔传感器的KH恒定时,霍尔电压与控制电流及外加磁场磁感应强度的乘积成正比。可用于乘法、功率等方面的计算与测量。霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔特斯拉计(高斯计)②霍尔传感器用以测量电流点阵式空芯霍尔电流传感器③霍尔传感器用以测量位移④霍尔传感器用以测量压力④霍尔传感器用以测量转速问题1习题:设在负载阻抗ZL上施加交流电压u=umsinωt,试用霍尔元件构成功率计。(1)测量ZL上的有功功率,画出电路图,简述工作原理,推导出相应的被测量表达式。(2)测量ZL上的无功功率,画出电路图,简述工作原理,推导出相应的被测量表达式。作业1:下图中,a)、b)分别是一个霍尔钳型电流传感器外型及其结构示意图(1)试分析并简述其工作原理。(2)该电流传感器与交流电流互感器相比较,有何特点,为什么?感谢亲观看此幻灯片,此课件部分内容来源于网络,如有侵权请及时联系我们删除,谢谢配合!