霍爾效應實驗裝置圖

❶ 霍爾元件可以用來檢測磁場及其變化.圖甲為使用霍爾元件測量通電直導線產 生磁場的裝置示意圖，由於磁芯的

電流中一個電子受力情況如圖，Fe是電場力，Fm是洛侖茲力，有這些關系

1）Fe=eE

2）E=U/d

3）Fm=evB

4）I=nehdv

其中v是電子運動速度，當霍爾效應達到平衡時，Fe=Fm

所以eE=evB，把2式帶入，

5）eU/d=evB

由4式，ev=I/nhd，帶入5式

eU/d=IB/nhd，消去d，整理

B=Uneh/I

❷ 手機中的霍爾感應器是幹嘛的有什麼用途

手機中的霍爾感應器的用途：主要用作屏幕的開啟或關閉。配合智能皮套，打開亮屏，閉合保護套，手機則自動進入休眠狀態。 翻開保護套可即刻將手機喚醒，無需點按任何按鈕。

❸ 霍爾感測器的工作原理是什麼

一、霍爾感測器原理- -霍爾效應

霍爾效應的電路示意圖如下圖所示，霍爾效應指的是：若在半導體薄片兩端通以控制電流I，並在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的均勻磁場，則在電流I和磁場B的垂直方向上將會產生電勢差UH，UH=k*IB/d，其中k指的是霍爾系數，與半導體的大小及材料等因素有關，d指的是半導體薄片的厚度，我們將產生的電勢差UH稱為霍爾電壓，將這種現象稱之為霍爾效應。

二、霍爾感測器原理- -霍爾元件

隨著霍爾效應的發現，人們逐步將半導體材料製成的元件稱為霍爾元件，由於霍爾元件結構簡單、敏感度高、頻響范圍寬、輸出電壓變化大、體積小、壽命長等諸多優點，在檢測測量、自動化裝置、計算機及信息技術等各領域中都有著廣泛的應用。

三、霍爾感測器原理- -霍爾感測器

霍爾感測器是利用霍爾效應、使用霍爾元件製作出的一種磁場感測器，該感測器除霍爾元件外，一般還包括放大器電路、溫度補償電路、穩壓電源電路等電路模塊，現已廣泛用於半導體材料的導電類型、載流子濃度、載流子遷移率等參數的檢測。網頁鏈接

四、霍爾感測器原理- -應用

以上對於霍爾效應、霍爾元件、霍爾感測器的講解都較為抽象，下面我們結合現實生活來對霍爾感測器的應用進行說明。現在部分小夥伴使用的是一個叫做「小米」的手機，相信廣大網友即使沒用過也聽說過吧，就在小米4的發布會上，還同時發布了一個智能翻蓋保護套。這款保護套的特殊之處就是當你閉合保護套時，小米4自動進入休眠狀態;而當你翻開保護套時，小米4自動進入使用狀態，無需點任何按鈕就可完成手機的喚醒——回歸正題，此處手機對於保護套閉合或者翻開的感應就是通過霍爾感測器來完成的(此處有掌聲。。。)。

❹ 如何利用霍爾元件做一個壓力感測器，測的壓力在0——150kg左右，求原理圖！不懂的勿擾。

霍爾壓力感測器有三種：一種是由膜盒充當彈性裝置；另一種是由彈簧片充當彈性裝置；還有一種是由波紋管充當。要看你需要什麼樣的裝置系統，就應該配置相應的彈性裝置了啊。
磁場？？？？霍爾壓力感測器的最基本的原理就是利用霍爾效應啊，看來你還是得詳細琢磨一下霍爾效應。

❺ 霍爾效應的 分析IM達到一定值以後，UH-IM曲線斜

霍爾效應（Hall effect）是導電材料中的電流與磁場相互作用而產生電動勢的效應。1879年美國霍普金斯大學研究生霍爾在研究金屬導電機理時發現了這種電磁現象，故稱霍爾效應。後來曾有人利用霍爾效應製成測量磁場的磁感測器，但因金屬的霍爾效應太弱而未能得到實際應用。隨著半導體材料和製造工藝的發展，人們又利用半導體材料製成霍爾元件，由於它的霍爾效應顯著而得到實用和發展，現在廣泛用於非電量的測量、電動控制、電磁測量和計算裝置方面，也是半導體材料電學參數測量的重要手段。在電流體中的霍爾效應也是目前在研究中的「磁流體發電」的理論基礎。近年來，霍爾效應實驗不斷有新發現。1980年德國物理學家（Klaus von Klitzing）在研究低溫和強磁場下半導體材料的霍爾效應時發現了量子霍爾效應。並因此而獲得了1985年諾貝爾物理獎。

實驗目的

1。霍爾效應原理及霍爾元件有關參數的含義和作用

2、測繪霍爾元件的VH—Is，VH—IM曲線，了解霍爾電勢差VH與霍爾元件工作電流Is，磁場應強度B及勵磁電流IM之間的關系。

3、學習利用霍爾效應測量磁感應強度B及磁場分布。

4、學慣用「對稱交換測量法」消除負效應產生的系統誤差。

實驗儀器

DH4512型霍爾效應實驗儀和測試儀一套，

實驗原理

霍爾效應從本質上講，是運動的帶電粒子在磁場中受洛侖茲力的作用而引起的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷在不同側的聚積，從而形成附加的橫向電場。如下圖9-1所示，磁場B位於Z的正向，與之垂直的半導體薄片上沿X正向通以電流Is（稱為工作電流），假設載流子為電子（N型半導體材料），它沿著與電流Is相反的X負向運動。由於洛侖茲力f L作用，電子即向圖中虛線箭頭所

指的位於y軸負方向的B側偏轉，並使B側形成電子積累，而相對的A側形成正電荷積累。與此同時運動的電子還受到由於兩種積累的異種電荷形成的反向電場力 f E的作用。隨著電荷積累的增加，f E增大，當兩力大小相等（方向相反）時， f L=－f E，則電子積累便達到動態平衡。這時在A、B兩端面之間建立的電場稱為霍爾電場EH，相應的電勢差稱為霍爾電勢VH 。設電子按平均速度 ，向圖示的X負方向運動，在磁場B作用下，所受洛侖茲力為：

f L=－e B

式中：e 為電子電量， 為電子漂移平均速度，B為磁感應強度。

同時，電場作用於電子的力為： f E l

圖9-1 霍爾效應原理

式中：EH為霍爾電場強度，VH為霍爾電勢，l為霍爾元件寬度

當達到動態平衡時:

f L=－f E B=VH/l 9-1

設霍爾元件寬度為 ，厚度為d ，載流子濃度為 n ，則霍爾元件的工作電流為

9-2

由(9-1)、(9-2)兩式可得：

9-3

即霍爾電壓VH(A、B間電壓)與Is、B的乘積成正比，與霍爾元件的厚度成反比，比例系數 稱為霍爾系數，它是反映材料霍爾效應強弱的重要參數，只要測出 （伏），以及 （安）， （高斯）和 （厘米）可按下式計算 （厘米3/庫侖）。實驗計算時，採用以下公式：

9-4

上式中108 是單位換算而引入。根據 可進一步求載流子濃度：

9-5

應該指出，這個關系式是假定所以的載流子都具有相同的漂移速度得到的，嚴格一點，考慮載流子的速度統計分布，需引入修正因子 。

所以實際計算公式為：

9-6

根據材料的電導率 的關系，還可以得到：

或 9-7

式中： 為載流子的遷移率，即單位電場下載流子的運動速度，一般電子遷移率大於空穴遷移率，因此製作霍爾元件時大多採用N型半導體材料。

當霍爾元件的材料和厚度確定時，設：

9-8

將式（9-8）代入式（9-3）中得：

9-9

式中： 稱為元件的靈敏度，它表示霍爾元件在單位磁感應強度和單位控制電流下的霍爾電勢大小，其單位是 ， 一般要求 愈大愈好。由於金屬的電子濃度 很高，所以它的RH或KH，都不大，因此不適宜作霍爾元件。此外元件厚度d愈薄，KH愈高，所以製作時，往往採用減少d的辦法來增加靈敏度，但不能認為d愈薄愈好，因為此時元件的輸入和輸出電阻將會增加，這對霍爾元件是不希望的。

應當注意：當磁感應強度B和元件平面法線成一角度時（如圖9-2），作用在元件上的有效磁場是其法線方向上的分量 ，此時：

9-10

所以一般在使用時應調整元件兩平面方位，使VH達到最大，即： ，

由式（9-10）可知，當工作電流Is或磁感應強度B，兩者之一改變方向時，霍爾電勢VH方向隨之改變；若兩者方向同時改變，則霍爾電勢不變。霍爾元件測量磁場的基本電路如圖9-3，將霍爾元件置於待測磁場的相應位置，並使元件平面與磁感應強度B垂直，在其控制端輸入恆定的工作電流Is，霍爾元件的霍爾電勢輸出端接毫伏表，測量霍爾電勢VH的值，就可以計算磁感應強度B。

圖9-2 磁感應強度B和元件 圖9-3 霍爾元件測量磁場的基本電路

平面法線成一角度

測量霍爾電勢VH時，不可避免的會產生一些副效應，由此而產生的附加電勢疊加在霍爾電勢上，形成測量系統誤差，這些副效應有：

（1）不等位電勢V0

由於製作時，兩個霍爾電勢既不可能絕對對稱的焊在霍爾片兩側、霍爾片電阻率不均勻、控制電流極的端面接觸不良都可能造成A、B兩極不處在同一等位面上，此時雖未加磁場，但A、B間存在電勢差V0，此稱不等位電勢。

（2）愛廷豪森效應

當元件X方向通以工作電流Is，Z方向加磁場B時，由於霍爾片內的載流子速度服從統計分布，有快有慢。在到達動態平衡時，在磁場的作用下慢速快速的載流子將在洛侖茲力和霍耳電場的共同作用下，沿y軸分別向相反的兩側偏轉，這些載流子的動能將轉化為熱能，使兩側的溫升不同，因而造成y方向上的兩側的溫差（TA－TB）。因為霍爾電極和元件兩者材料不同，電極和元件之間形成溫差電偶，這一溫差在A、B間產生溫差電動勢VE。這一效應稱愛廷豪森效應，VE的大小與正負符號與Is、B的大小和方向有關，跟VH與Is、B的關系相同，所以不能在測量中消除。

（3）倫斯脫效應

由於控制電流的兩個電極與霍爾元件的接觸電阻不同，控制電流在兩電極處將產生不同的焦耳熱，引起兩電極間的溫差電動勢，此電動勢又產生溫差電流（稱為熱電流）Q，熱電流在磁場作用下將發生偏轉，結果在y方向上產生附加的電勢差VH，且VH∝QB這一效應稱為倫斯脫效應，由上式可知VH的符號只與B的方向有關。

（4）里紀－杜勒克效應

如（3）所述霍爾元件在x方向有溫度梯度，引起載流子沿梯度方向擴散而有熱電流Q通過元件，在此過程中載流子受Z方向的磁場B作用下，在y方向引起類似愛廷豪森效應的溫差TA－TB，由此產生的電勢差VH∝QB，其符號與B的方向有關，與Is的方向無關。

實驗方法與步驟

一．對稱測量法

由於產生霍爾效應的同時，伴隨多種副效應，以致實測的AB間電壓不等於真實的VH值，因此必需設法消除。根據副效應產生的機理，採用電流和磁場換向的對稱測量法基本上能把副效應的影響從測量結果中消除。具體的做法是Is和B（即IM）的大小不變，並在設定電流和磁場的正反方向後，依次測量由下面四組不同方向的Is和B（即IM）時的V1，V2，V3，V4，

1）+Is +B V1

2）+Is -B V2

3）-Is -B V3

4）-Is +B V4

然後求它們的代數平均值，可得：

通過對稱測量法求得的VH誤差很小

二．熟識儀器

儀器背部為220V交流電源插座。

儀器面板為三大部分

1、勵磁電流IM輸出：前面板右側、三位半數顯顯示輸出電流值IM（A）。

2、霍爾片工作電流IS輸出：前面板左側、三位半數顯顯示輸出電流值IS（mA）。

以上兩組直流恆源只能在規定的負載范圍內恆流，與之配套的「測試架」上的負載符合要求。若要作它用時需注意。

3、霍爾電壓VH輸入：前面板中部三位半數顯表顯示輸入電壓值VH（mV），使用前將兩輸出端接線柱短路，用調零旋鈕調零。

4、三檔換向開關分別對勵磁電流IM，工作電流IS、霍爾電勢VH進行正反向換向控制。

三．按儀器面板上的文字和符號提示將DH4512實驗儀與DH4512測試儀正確連接。

1、將DH4512霍爾效應測試儀面板右下方的勵磁電流IM的直流恆流輸出端（0～0.500A），接DH4512霍爾效應實驗儀上的勵磁線圈電流IM的輸入端（將紅接線柱與紅接線柱對應相連，黑接線柱與黑接線柱對應相連）。

2、將DH4512霍爾效應測試儀面板左下方供給霍爾元件工作電流IS的直流恆流源（0～5mA）輸出端，接DH4512霍爾效應實驗儀上霍爾片工作電流IS輸入端（將紅接線柱與紅接線柱對應相連，黑接線柱與黑接線柱對應相連）。

3、DH4512霍爾效應實驗儀上霍爾元件的霍爾電壓VH輸出端，接DH4512霍爾效應測試儀中部下方的霍爾電壓輸入端。

注意：以上三組線千萬不能接錯，以免燒壞元件。

四．測量霍爾電壓VH與工作電流Is的關系

1）先將Is，IM都調零，調節中間的霍爾電壓表，使其顯示為0mV。

2）將霍爾元件移至線圈中心，調節IM =500mA，調節Is =1.00mA,按表中Is，IM正負情況切換方向，分別測量霍爾電壓VH值（V1，V2，V3，V4）填入表（1）。以後Is每次遞增0.50mA，測量各V1，V2，V3，V4值。繪出Is—VH曲線，驗證線性關系。

表1 關系測量表 IM =500mA

五．測量霍爾電壓VH與勵磁電流IM的關系

1） 先將Is調節至3.00mA，

2） 調節IM=100、150、200……500mA(間隔為50mA),分別測量霍爾電壓VH值填入表（2）中的值。

3） 根據表（2）中所測得的數據，繪出IM—VH曲線，驗證線性關系的范圍，分析當IM達到一定值以後，IM—VH直線斜率變化的原因。

表2 VH—IM 關系測量表 IS =3.00mA

六．測量線圈中磁感應強度B的分布

1）先將IM，Is調零，調節中間的霍爾電壓表，使其顯示為0mV。

2）將霍爾元件置於線圈中心，調節IM＝500mA，調節IS＝3.00mA，測量相應的VH。

3）將霍爾元件從中心向邊緣移動每隔5mm選一個點測出相應的VH，填入表3。

4）由以上所測VH值，由公式：

VH＝KHISB B＝

計算出各點的磁感應強度，並繪出B－X圖，顯示出線圈內B的分布狀態

表3 VH—X IS =3.00mA IM =500m

實驗注意事項

1、霍爾電勢VH測量的條件是霍爾元件平面與磁感應強度B垂直，此時VH取得最大值，儀器在組裝時已調整好，為防止搬運，移動中發生的位移，實驗前應將霍爾元件感測器盒移至線圈中心，使其在IM、IS相同時，達到輸出VH最大

2、為了不使通電線圈過熱而受到損害，或影響測量精度，除在短時間內讀取有關數據，通過勵磁電流IM外，其餘時間最好斷開勵磁電流開關。

❻ 霍爾感測器工作原理

霍爾感測器工作原理：

一個霍爾元件一般有四個引出端子，其中兩根是霍爾元件的偏置電流I的輸入端，另兩根是霍爾電壓的輸出端。如果兩輸出端構成外迴路，就會產生霍爾電流。

一般地說，偏置電流的設定通常由外部的基準電壓源給出；若精度要求高，則基準電壓源均用恆流源取代。為了達到高的靈敏度，有的霍爾元件的感測面上裝有高導磁系數的鍍膜合金；這類感測器的霍爾電勢較大，但在0.05T左右出現飽和，僅適用在低量限、小量程下使用。

(6)霍爾效應實驗裝置圖擴展閱讀：

霍爾感測器優點：

1、 霍爾感測器可以測量任意波形的電流和電壓，如：直流、交流、脈沖波形等，甚至對瞬態峰值的測量。副邊電流忠實地反應原邊電流的波形。而普通互感器則是無法與其比擬的，它一般只適用於測量50Hz正弦波；

2、 原邊電路與副邊電路之間有良好的電氣隔離，隔離電壓可達9600Vrms；

3、精度高：在工作溫度區內精度優於1%，該精度適合於任何波形的測量；

4、線性度好：優於0.1%；

5、寬頻寬：高帶寬的電流感測器上升時間可小於1μs；但是，電壓感測器帶寬較窄，一般在15kHz以內，6400Vrms的高壓電壓感測器上升時間約500uS，帶寬約700Hz。

❼ 霍爾感測器是如何實現測量的

霍爾感測器是根據霍爾效應製作的一種磁場感測器。霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）於1879年在研究金屬的導電機構時發現的。後來發現半導體、導電流體等也有這種效應，而半導體的霍爾效應比金屬強得多，利用這現象製成的各種霍爾元件，廣泛地應用於工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

霍爾效應

在半導體薄片兩端通以控制電流I，並在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直於電流和磁場的方向上，將產生電勢差為UH的霍爾電壓

霍爾元件

霍爾感測器根據霍爾效應，人們用半導體材料製成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構簡單、體積小、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。

霍爾感測器的分類

霍爾感測器分為線性型霍爾感測器和開關型霍爾感測器兩種。
（一）線性型霍爾感測器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。
（二）開關型霍爾感測器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發器和輸出級組成，它輸出數字量。
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理論基礎

霍爾感測器流體中的霍爾效應是研究「磁流體發電」的理論基礎。
1）電流感測器必須根據被測電流的額定有效值適當選用不同的規格的產品。被測電流長時間超額，會損壞末極功放管（指磁補償式），一般情況下，2倍的過載電流持續時間不得超過1分鍾。
（2）電壓感測器必須按產品說明在原邊串入一個限流電阻R1，以使原邊得到額定電流，在一般情況下，2倍的過壓持續時間不得超過1分鍾。
（3）電流電壓感測器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當被測電流高於電流感測器的額定值時，應選用相應大的感測器；當被測電壓高於電壓感測器的額定值時，應重新調整限流電阻。當被測電流低於額定值1/2以下時，為了得到最佳精度，可以使用多繞圈數的辦法。
（4）絕緣耐壓為3KV的感測器可以長期正常工作在1KV及以下交流系統和1.5KV及以下直流系統中，6KV的感測器可以長期正常工作在2KV及以下交流系統和2.5KV及以下直流系統中，注意不要超壓使用。
（5）在要求得到良好動態特性的裝置上使用時，最好用單根銅鋁母排並與孔徑吻合，以大代小或多繞圈數，均會影響動態特性。
（6）在 霍爾感測器大電流直流系統中使用時，因某種原因造成工作電源開路或故障，則鐵心產生較大剩磁，是值得注意的。剩磁影響精度。退磁的方法是不加工作電源，在原邊通一交流並逐漸減小其值。
（7）感測器抗外磁場能力為：距離感測器5～10cm一個超過感測器原邊電流值2倍的電流，所產生的磁場干擾可以抵抗。三相大電流布線時，相間距離應大於5～10cm。
（8）為了使感測器工作在最佳測量狀態，應使用圖1－10介紹的簡易典型穩壓電源。
（9）感測器的磁飽和點和電路飽和點，使其有很強的過載能力，但過載能力是有時間限制的，試驗過載能力時，2倍以上的過載電流不得超過1分鍾。
（10）原邊電流母線溫度不得超過85℃，這是ABS工程塑料的特性決定的，用戶有特殊要求，可選高溫塑料做外殼。
霍爾器件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。
按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，後者輸出數字量。
按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，後者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。

霍爾感測器的特性

（一）線性型霍爾感測器的特性
輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系，如圖3所示，可見，在B1～B2的磁[1]感應強度范圍內有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。
（二）開關型霍爾感測器的特性
如圖4所示，其中BOP為工作點「開」的磁感應強度，BRP為釋放點「關」的磁感應強度。
當外加的磁感應強度超過動作點Bop時，感測器輸出低電平，當磁感應強度降到動作點Bop以下時，感測器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，感測器才由低電平躍變為高電平。Bop與BRP之間的滯後使開關動作更為可靠。
另外還有一種「鎖鍵型」（或稱「鎖存型」）開關型霍爾感測器，其特性如圖5所示。
當磁感應強度超過動作點Bop時，感測器輸出由高電平躍變為低電平，而在外磁場撤消後，其輸出狀態保持不變（即鎖存狀態），必須施加反向磁感應強度達到BRP時，才能使電平產生變化。

霍爾感測器的應用

按被檢測對象的性質可將它們的應用分為：直接應用和間接應用。前者是直接檢測受檢對象本身的磁場或磁特性，後者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，這個磁場是被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量，例如速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電學量來進行檢測和控制。
（一）線性型霍爾感測器主要用於一些物理量的測量。例如：
1．電流感測器
由於通電螺線管內部存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾感測器測量出磁場，從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計製成霍爾電流感測器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合於大電流感測。 霍爾電流感測器工作原理如圖6所示，標准圓環鐵芯有一個缺口，將霍爾感測器插入缺口中，圓環上繞有線圈，當電流通過線圈時產生磁場，則霍爾感測器有信號輸出。
2．位移測量
如圖7所示，兩塊永久磁鐵同極性相對放置，將線性型霍爾感測器置於中間，其磁感應強度為零，這個點可作為位移的零點，當霍爾感測器在Z軸上作△Z位移時，感測器有一個電壓輸出，電壓大小與位移大小成正比。
如果把拉力、壓力等參數變成位移，便可測出拉力及壓力的大小，如圖8所示，是按這一原理製成的力感測器。
二）開關型霍爾感測器主要用於測轉數、轉速、風速、流速、接近開關、關門告知器、報警器、自動控制電路等。
1．測轉速或轉數
如圖9所示，，在非磁性材料的圓盤邊上粘一塊磁鋼，霍爾感測器放在靠近圓盤邊緣處，圓盤旋轉一周，霍爾感測器就輸出一個脈沖，從而可測出轉數（計數器），若接入頻率計，便可測出轉速。
如果把開關型霍爾感測器按預定位置有規律地布置在軌道上，當裝在運動車輛上的永磁體經過它時，可以從測量電路上測得脈沖信號。根據脈沖信號的分布可以測出車輛的運動速度。

❽ 怎樣利用霍爾效應測量交變電場急!

霍爾效應裝置如圖2.3.1-1和圖2.3.1-2所示。將一個半導體薄片放在垂直於它的磁場中(B的方向沿z軸方向)，當沿y方向的電極A、A』上施加電流I時，薄片內定向移動的載流子(設平均速率為u)受到洛倫茲力FB的作用，

FB= q u B (1)

無論載流子是負電荷還是正電荷，FB的方向均沿著x方向，在磁力的作用下，載流子發生偏移，產生電荷積累，從而在薄片B、B』兩側產生一個電位差VBB』,形成一個電場E。電場使載流子又受到一個與FB方向相反的電場力FE，

FE＝q E = q VBB』 / b (2)

其中b為薄片寬度，FE隨著電荷累積而增大，當達到穩定狀態時FE＝FB，即

q uB = q VBB』 / b (3)

這時在B、B』兩側建立的電場稱為霍爾電場，相應的電壓稱為霍爾電壓，電極B、B』稱為霍爾電極。

另一方面，射載流子濃度為n,薄片厚度為d,則電流強度I與u的關系為：

(4)

由(3)和(4)可得到

(5)

另,則

(6)

R稱為霍爾系數，它體現了材料的霍爾效應大小。根據霍爾效應製作的元件稱為霍爾元件。

在應用中，(6)常以如下形式出現：

(7)

式中稱為霍爾元件靈敏度，I稱為控制電流。

由式(7)可見，若I、KH已知，只要測出霍爾電壓VBB』，即可算出磁場B的大小；並且若知載流子類型(n型半導體多數載流子為電子，P型半導體多數載流子為空穴),則由VBB』的正負可測出磁場方向，反之，若已知磁場方向，則可判斷載流子類型。

由於霍爾效應建立所需時間很短(10-12~10-14s),因此霍爾元件使用交流電或者直流電都可。指示交流電時，得到的霍爾電壓也是交變的，(7)中的I和VBB』應理解為有效值。

n 霍爾效應實驗中的付效應

在實際應用中，伴隨霍爾效應經常存在其他效應。例如實際中載流子遷移速率u服從統計分布規律，速度小的載流子受到的洛倫茲力小於霍爾電場作用力，向霍爾電場作用力方向偏轉，速度大的載流子受到磁場作用力大於霍爾電場作用力，向洛倫茲力方向偏轉。這樣使得一側告訴載流子較多，相當於溫度較高，而另一側低速載流子較多，相當於溫度較低。這種橫向溫差就是溫差電動勢VE，這種現象稱為愛延豪森效應。這種效應建立需要一定時間，如果採用直流電測量時會因此而給霍爾電壓測量帶來誤差，如果採用交流電，則由於交流變化快使得愛延豪森效應來不及建立，可以減小測量誤差。

此外，在使用霍爾元件時還存在不等位電動勢引起的誤差，這是因為霍爾電極B、B』不可能絕對對稱焊在霍爾片兩側產生的。由於目前生產工藝水平較高，不等位電動勢很小，故一般可以忽略，也可以用一個電位器加以平衡(圖2.3.1-1中電位器R1)。

我們可以通過改變IS和磁場B的方向消除大多數付效應。具體說在規定電流和磁場正反方向後，分別測量下列四組不同方向的IS和B組合的VBB』,即

＋B， +I
VBB』=V1

-B， +I
VBB』=-V2

-B， -I
VBB』=V3

＋B， -I
VBB』=-V4

然後利用得到霍爾電壓平均值，這樣雖然不能消除所有的付效應，但其引入的誤差不大，可以忽略不計。

電導率測量方法如下圖所示。設B』C間距離為L，樣品橫截面積為S=bd，流經樣品電流為IS，在零磁場下，測得B』C間電壓為VB』C,則

❾ 霍爾效應實驗報告

霍爾效應實驗報告包含：實驗目的、實驗儀器設備、實驗的基本構思和原版理、實驗數據記權錄及處理、實驗結論、注意事項等。

1、目的與要求：

（1）了解霍爾效應測量磁場的原理和方法；

（2） 觀察磁電效應現象；

（3） 學會用霍爾元件測量磁場及元件參數的基本方法。

2、儀器與裝置：霍爾效應實驗儀；

3、原理：根據霍爾效應，測量磁感應強度原理，利用提供的儀器測試所給模型測量面上的一維（上下方向）磁分布。

(9)霍爾效應實驗裝置圖擴展閱讀

內容及步驟：

1、儀器調整：

（1）按圖連接、檢查線路，並調節樣品支架，使霍爾片位於磁場中間；

（2）逆時針將、調節旋鈕旋至最小；

（3）分別將輸出、輸出接至實驗儀中、換向開關；

（4）用導線將、輸入短接，通過調零旋鈕將、顯示調零；

（5）選擇、向上關閉為、的正方向。

2、 測量內容：

（1）測繪曲線：保持不變，按要求調節，分別測出不同下的四個值，將數據記錄在表格中；

（2）測繪曲線：保持不變，測出不同下四個值；

（3）測VAC：取，在零磁場下（）測，則VAC=10；

（4）確定樣品導電類型：選、為正向，根據所測得的的符號,判斷樣品的導電類型。