Як датчик Холла точно вимірює напруженість магнітного поля?
Jan 01, 2025| 1. Принцип Холла
Ефект Холла означає той факт, що коли струм проходить через провідник, поміщений у магнітне поле, носії (електрони або дірки) відхиляються під дією магнітного поля, таким чином створюючи різницю потенціалів по обидва боки провідника. Ця різниця потенціалів називається напругою Холла. Величина напруги Холла пропорційна напруженості магнітного поля.
2. Метод вимірювання
Переднє виявлення: магнітне поле перпендикулярно датчику Холла та наближається до датчика безпосередньо до активної поверхні. Цей фронтальний метод створює вихідний сигнал VH, який представляє напруженість магнітного поля, тобто щільність магнітного потоку, у лінійному пристрої, яка є функцією відстані від датчика Холла. Чим ближча відстань, тим сильніше магнітне поле і більша вихідна напруга.
Бічне виявлення: магнітне поле проходить через поверхню елемента Холла в межах фіксованого повітряного зазору. Коли магнітне поле проходить крізь поверхню елемента Холла в межах фіксованої відстані повітряного зазору, виявлення вбік або ковзання корисне для виявлення присутності магнітного поля, наприклад, для розрахунку швидкості обертання обертового магніту або двигуна.
3. Етапи експерименту
Підготуйте експериментальне обладнання: елемент Холла, джерело постійного струму, джерело магнітного поля, вольтметр, вимірювальний прилад тощо.
Розмістіть елемент Холла. Розмістіть елемент Холла в джерелі магнітного поля та переконайтеся, що напрямок магнітного поля відповідає напрямку чутливої осі елемента Холла.
Застосуйте постійний струм: подайте постійний струм на елемент Холла через джерело постійного струму та запишіть поточне значення.
Виміряйте різницю потенціалів Холла: за допомогою вольтметра виміряйте різницю потенціалів Холла в елементі Холла та запишіть дані.
Змініть напруженість магнітного поля: змініть напруженість магнітного поля джерела магнітного поля, повторіть кроки 3 і 4 і запишіть дані різниці потенціалів Холла за різної напруженості магнітного поля.
Намалюйте криву залежності: на основі експериментальних даних намалюйте криву залежності між різницею потенціалів Холла та напруженістю магнітного поля та проаналізуйте результати експерименту.
4. Аналіз результатів експерименту
За допомогою експерименту можна отримати криву залежності між різницею потенціалів Холла та напруженістю магнітного поля. Згідно з принципом ефекту Холла, різниця потенціалів Холла пропорційна напруженості магнітного поля, а також пропорційна силі струму. Тому в ідеалі отримана крива повинна бути прямою. Однак у реальних експериментах через вплив різних факторів (таких як температура, властивості матеріалу тощо) крива може мати певне відхилення.