实验二霍尔传感器位移特性实验（直流激励）

一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。

二、基本原理：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为U_H=κχ，式中k是位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移χ。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。

三、实验设备与器材：

主控台、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、螺旋测微头。

四、实验步骤：

1、霍尔传感器和螺旋测微头按图2-1安装，并接线(实验模板的输出Ｖ₀₁接主控台电压表的Vin)，将主控台上的电压表量程(显示选择)开关打到２ｖ档。

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 图2-1  霍尔传感器(直流激励)位移实验接线示意图

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图2-1-（a） 应变传感器实验模板实物图
 

2、检查接线无误后，开启电源，调节螺旋测微头处于10mm位置处，再调节R_W1使数显表指示为零；

3、顺时针调节螺旋测微头，每转动一周（0.5mm）记录一次电压表读数，并将读数填入表2-1，直到5mm处；然后再逆时针将测微头调回到10mm处，继续调节螺旋测微头，重复实验过程直至15mm，将电压表读数填入表2-1。

实验完毕，关闭电源。

             表1

螺旋测微头的使用与调节：  

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图2-2 螺旋测微器

(1)、如图2-2所示，螺旋测微器的轴向刻度以mm为单位，圆周刻度盘逆时针转动两周，轴向刻度轴伸长1mm，反之缩短1mm；则圆周刻度盘上每一个刻度代表0.01mm；

（2）、调节螺旋测微头，使之刚好将轴向10mm处刻度遮住，且测微头圆周刻度盘上的0刻度线与轴向刻度中线对齐，

五、实验报告：

1、  作出V－X曲线，计算不同测量范围时的灵敏度S和非线性误差δ。

2、  本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？