传感器原理及工程应用_(第三版)_((郁有文))_(西安电子科技大学出版)_详细答案 (1)

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与霍尔片厚度d成反比。为了提高灵敏度,霍尔元件常制成薄片形状。 7-5 影响霍尔元件输出零点的因素有哪些?如何补偿? 1、影响霍尔元件输出零点的因素

当霍尔元件的激励电流为I时,若元件所处位置磁感应强度为零,则它的霍尔电势应该为零,但实际不为零。这时测得的空载霍尔电势称为不等位电势。产生这一现象的原因有: 

(1)霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上; 

(2)半导体材料不均匀造成了电阻率不均匀或是几何尺寸不均匀;  (3)激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布等。

2、不等位电势与霍尔电势具有相同的数量级,有时甚至超过霍尔电势,而实用中要消除不等位电势是极其困难的,因而必须采用补偿的方法。

可以把霍尔元件等效为一个电桥,用电桥平衡来补偿不等位电势。由于A、 B电极不在同一等位面上,此四个电阻阻值不相等,电桥不平衡,不等位电势不等于零。此时可根据A、 B两点电位的高低,判断应在某一桥臂上并联一定的电阻,使电桥达到平衡,从而使不等位电势为零。

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7-8 试分析霍尔元件输出接有负载RL 时,利用恒压源和输入回路串联电阻RT 进行温度补偿的条件。

补偿电路如图(a)所示,输入回路与输出回路的等效电路如图(b)、(c)所示。设RL不随温度改变,由于霍尔元件输出电阻Rout随温度变化,输出霍尔电势

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UH也随温度变化,使得负载电阻上的输出电压

U?RLRUH

L?Rout与温度有关。

RL

RT

(a) 霍尔元件接有负载

RTRoutERinUHRL

(b) 输入回路等效电路 (c) 输出回路等效电路

温度为T0 时,负载电阻上的输出电压为

URLRLRLKH0BE0?RRUH0?KH0I0B?)(R

L?out0RL?Rout0(RL?Rout0T0?Rin0) 设RT 的温度系数?,霍尔元件内阻温度系数为?,灵敏度温度系数为?,

则温度升高?T后,负载电阻上的电压为

U?RLKH0(1???T)BERR???T)?R

L?out0(1???T)RT0(1?in0(1???T)要实现温度补偿,应使U?U0,即 RLKH0(1???TR?)BE(1???T)?R?RL?KH0BE消去

L?Rout0(1???T)RT0in0(1???T)RL?Rout0RT0?Rin0

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二阶小量(即含?2或??的项),解得

RT0??(???)(RL?Rout)??RoutRin0

(???)(RL?Rout0)??Rout为了获得最大的输出功率,可使RL?Rout,则

2??3?RT0??Rin0

2??2???7-9要进行两个电压U1,U2乘法运算,若采用霍尔元件作为运算器,请提出设计方案,并画出测量系统的原理图?

7-10(补充题) 试对利用霍尔式传感器实现转速测量进行解释。

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