基于霍爾元件在電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì).pdf

1、自1879年霍爾在研究金屬導(dǎo)電結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)以來，霍爾效應(yīng)已經(jīng)成為研究半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能和磁流體發(fā)電的理論基礎(chǔ)。近年來，由于新型半導(dǎo)體材料和低維物理學(xué)的發(fā)展，使得人們對(duì)霍爾效應(yīng)的研究取得了許多突破性進(jìn)展，而且伴隨著霍爾效應(yīng)而產(chǎn)生的各種霍爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制和信息技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，由于霍爾元器件具有精度高、線性度好、溫度漂移小、輸入與輸出之間高度隔離等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為目前使用最廣泛的磁傳感器之一。本文基于霍爾傳感器，從測(cè)量位

2、移方面開展了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 (1)介紹了霍爾效應(yīng)的基本原理，闡述了霍爾元件的基本概念和基本類型，重點(diǎn)論述了以霍爾元件為核心的最新霍爾傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)及原理，為后續(xù)研究工作奠定基礎(chǔ)。
　　 (2)基于霍爾元件測(cè)量微位移的基本電路設(shè)計(jì)：由于霍爾元件的輸出電壓與磁感應(yīng)強(qiáng)度和控制電流的乘積成線性關(guān)系，當(dāng)磁場(chǎng)為均勻梯度磁場(chǎng)且控制電流恒定時(shí)，輸出的霍爾電壓值與該磁場(chǎng)中的位移成正比，因而可以進(jìn)行微距離的測(cè)量。
　　

3、 (3)霍爾元件用于經(jīng)典電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的位移測(cè)量：根據(jù)霍爾元件用于微位移測(cè)量的基本原理，將霍爾元件用于楊氏模量的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，完成了楊氏模量實(shí)驗(yàn)儀器的改裝，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)方法的正確性和有效性。
　　 (4)基于霍爾傳感器用于較大范圍的位移精確測(cè)量的設(shè)計(jì)：由于傳統(tǒng)霍爾傳感器只能用于微位移的測(cè)量，但是采用隨動(dòng)機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)霍爾傳感器跟蹤被測(cè)體的位移，可以大大擴(kuò)大位移的測(cè)量的范圍，且不需要在測(cè)量中保持均勻梯度磁場(chǎng)。本文給出了隨動(dòng)機(jī)構(gòu)的測(cè)量