Kā Hallas efekta sensors precīzi mēra magnētiskā lauka stiprumu?

1. Hallas efekta princips
Hallas efekts attiecas uz faktu, ka tad, kad strāva iet caur vadītāju, kas novietots magnētiskajā laukā, nesēji (elektroni vai caurumi) tiek novirzīti magnētiskā lauka ietekmē, tādējādi radot potenciālu starpību abās vadītāja pusēs. Šo potenciālu starpību sauc par Halla spriegumu. Halla sprieguma lielums ir proporcionāls magnētiskā lauka stiprumam.
2. Mērīšanas metode
Priekšējā noteikšana: magnētiskais lauks ir perpendikulārs Hola efekta sensora ierīcei un tuvojas sensoram tieši pret aktīvo virsmu. Šī priekšējā metode rada izejas signālu VH, kas attēlo magnētiskā lauka intensitāti, tas ir, magnētiskās plūsmas blīvumu, lineārā ierīcē, kas ir attāluma no Hola efekta sensora funkcija. Jo tuvāk attālums, jo spēcīgāks ir magnētiskais lauks un lielāks izejas spriegums.
Sānu noteikšana: magnētiskais lauks iet caur Hall elementa virsmu fiksētā gaisa spraugas attālumā. Kad magnētiskais lauks iet caur Hall elementa virsmu fiksētā gaisa spraugas attālumā, sānu vai slīdēšanas noteikšana ir noderīga, lai noteiktu magnētiskā lauka klātbūtni, piemēram, aprēķinot rotējoša magnēta vai motora griešanās ātrumu.
3. Eksperimentālie soļi
Sagatavojiet eksperimentālo aprīkojumu: Hall elementu, pastāvīgās strāvas avotu, magnētiskā lauka avotu, voltmetru, mērierīci utt.
Novietojiet Hall elementu: novietojiet Hall elementu magnētiskā lauka avotā un pārliecinieties, ka magnētiskā lauka virziens atbilst Hall elementa jutīgās ass virzienam.
Pielietojiet pastāvīgu strāvu: pielieciet pastāvīgu strāvu Hall elementam caur pastāvīgas strāvas avotu un pierakstiet pašreizējo vērtību.
Izmēriet Hallas potenciāla starpību: izmantojiet voltmetru, lai izmērītu Hallas potenciāla starpību Hola elementā un reģistrētu datus.
Mainiet magnētiskā lauka intensitāti: mainiet magnētiskā lauka avota magnētiskā lauka intensitāti, atkārtojiet 3. un 4. darbību un ierakstiet Hallas potenciālu starpības datus dažādos magnētiskā lauka stiprumos.
Uzzīmējiet attiecību līkni: uzzīmējiet attiecību līkni starp Hola potenciāla starpību un magnētiskā lauka stiprumu, pamatojoties uz eksperimentālajiem datiem, un analizējiet eksperimenta rezultātus.
4. Eksperimentu rezultātu analīze
Izmantojot eksperimentu, var iegūt attiecību līkni starp Hallas potenciālu starpību un magnētiskā lauka stiprumu. Saskaņā ar Hola efekta principu Hallas potenciālu starpība ir proporcionāla magnētiskā lauka stiprumam un arī proporcionāla strāvas stiprumam. Tāpēc ideālā gadījumā iegūtajai līknei jābūt taisnai līnijai. Tomēr faktiskajos eksperimentos dažādu faktoru (piemēram, temperatūras, materiāla īpašību uc) ietekmes dēļ līknei var būt noteikta novirze.