基于霍爾元件在電磁學實驗中的設計.pdf

1、自1879年霍爾在研究金屬導電結構時發(fā)現霍爾效應以來，霍爾效應已經成為研究半導體材料導電性能和磁流體發(fā)電的理論基礎。近年來，由于新型半導體材料和低維物理學的發(fā)展，使得人們對霍爾效應的研究取得了許多突破性進展，而且伴隨著霍爾效應而產生的各種霍爾元件在自動檢測、自動控制和信息技術領域中得到廣泛應用，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，已經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，從測量位

2、移方面開展了以下幾個方面的工作：
　　 (1)介紹了霍爾效應的基本原理，闡述了霍爾元件的基本概念和基本類型，重點論述了以霍爾元件為核心的最新霍爾傳感器的設計技術及原理，為后續(xù)研究工作奠定基礎。
　　 (2)基于霍爾元件測量微位移的基本電路設計：由于霍爾元件的輸出電壓與磁感應強度和控制電流的乘積成線性關系，當磁場為均勻梯度磁場且控制電流恒定時，輸出的霍爾電壓值與該磁場中的位移成正比，因而可以進行微距離的測量。
　　

3、 (3)霍爾元件用于經典電磁學實驗項目中的位移測量：根據霍爾元件用于微位移測量的基本原理，將霍爾元件用于楊氏模量的測量實驗，完成了楊氏模量實驗儀器的改裝，實驗結果表明改進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量的設計：由于傳統霍爾傳感器只能用于微位移的測量，但是采用隨動機構來帶動霍爾傳感器跟蹤被測體的位移，可以大大擴大位移的測量的范圍，且不需要在測量中保持均勻梯度磁場。本文給出了隨動機構的測量