霍尔传感器制作实训报告
霍尔式传感器的实训报告
一、实训目的1. 理解霍尔式传感器的工作原理；2. 掌握霍尔式传感器的结构、性能和应用；3. 学会霍尔式传感器的安装、调试和故障排除；4. 培养动手能力和团队合作精神。
二、实训内容1. 霍尔式传感器工作原理霍尔式传感器是基于霍尔效应原理制成的，当霍尔元件处于磁场中时，在其两端会产生霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁场强度成正比，方向垂直于磁场和霍尔元件所在的平面。
2. 霍尔式传感器的结构霍尔式传感器主要由霍尔元件、放大电路、信号处理电路和输出电路组成。
（1）霍尔元件：是霍尔式传感器的核心部件，主要由半导体材料制成，具有高灵敏度、高稳定性等优点。
（2）放大电路：将霍尔元件输出的微弱霍尔电压放大到一定幅度，以满足后续电路的需求。
（3）信号处理电路：对放大后的信号进行滤波、整形等处理，以消除噪声和干扰。
（4）输出电路：将处理后的信号转换为标准信号，如电压、电流或频率等，以便于后续电路的使用。
3. 霍尔式传感器的性能（1）高灵敏度：霍尔式传感器具有很高的灵敏度，能够检测微弱的磁场变化。
（2）高精度：霍尔式传感器的测量精度较高，可达±0.1%。
（3）高稳定性：霍尔式传感器具有很高的稳定性，受温度、湿度等因素影响较小。
（4）抗干扰能力强：霍尔式传感器具有较强的抗干扰能力，能够抵御电磁干扰、温度干扰等。
4. 霍尔式传感器的应用（1）位移测量：霍尔式传感器可以用于测量机械位移、角度等。
（2）转速测量：霍尔式传感器可以用于测量电机转速、转速差等。
（3）磁场测量：霍尔式传感器可以用于测量磁场强度、方向等。
（4）电流测量：霍尔式传感器可以用于测量电流大小、方向等。
三、实训过程1. 准备工作（1）了解实训内容，明确实训目的。
（2）熟悉实训设备，包括霍尔式传感器、信号发生器、示波器等。
（3）了解实训原理，掌握实训步骤。
2. 实训步骤（1）搭建霍尔式传感器实验电路。
（2）连接信号发生器和示波器，观察霍尔式传感器的输出信号。
霍尔传感器制作实训报告
佛山职业技术学院实训报告课程名称传感器及应用报告内容霍尔传感器制作与调试专业电气自动化技术班级08152姓名陈红杰学号31二0一0年六月佛山职业技术学院《传感器及应用》霍尔传感器制作实训报告班级 08152 学号 31姓名陈红杰时间2009-2010第二学期指导老师张教雄谢应然项目名称霍尔传感器电路制作与调试一、实验目的与要求：1.对霍尔传感器的实物（电路部分）进行一个基本的了解。
2.了解双层PCB板以及一定（霍尔传感器）的焊接排版的技术和工艺。
二、实验仪器、设备与材料：1.认识霍尔传感器（电路部分）的元件（附图如下）：2.焊接电路PCB板（双层）和对电路设计的排版工艺的了解。
3.对霍尔传感器的电路原理图进行基本的分析（附图如下）：霍尔传感器原理图：霍尔开关电路（霍尔数字电路），由三端7812稳压器，霍尔片差分放大器THS119，三端可调分流稳压器TL431及双路JFET的输入运放TL082和输出级组成。
在外磁场的作用下,当感应强度超过导通阀值时，霍尔电路输出管导通，输出低电平TL082是一通用的J-FET双运用算放大器，其特点有，较低输入偏置电压和偏移电流，输出没有短路保护，输入级具有较高的输入阻抗，内建频率被子偿电路，较高的压摆率。
最大工作电压为18V。
TL082是霍尔传感器的核心处理部位。
（CON2接口对应霍尔元件THS119）霍尔元件THS119封装图印刷板：3211221212121212121212121214321123487653213211232112121212直流电源输入24V ，由IN4148、三端稳压管7812和TL431（串接一个电阻）构成的稳压支路，得到不同的电压。
霍尔元件THS119是采样核心元件，值得一提的是Z2这个稳压元件。
在实际运用当中精密稳压集成电路TL431并不一定要用实物，可以用一个NPN 型三极管来串接一个电阻来等效代替。
整个电路的设计运用了闭环温度反馈来实现自我保护。
霍尔传感器实验报告
一、实验目的1. 了解霍尔效应的原理及其在电量、非电量测量中的应用。
2. 熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能。
3. 掌握开关型霍尔传感器测量电流和电压的方法。
4. 通过实验验证霍尔传感器在实际测量中的应用效果。
二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体时，在导体的垂直方向上会产生一个与电流和磁场方向都垂直的电压。
这种现象称为霍尔效应。
霍尔电压的大小与电流、磁场强度以及导体材料的霍尔系数有关。
霍尔传感器利用霍尔效应将磁场变化转换为电压信号，从而实现磁场的测量。
根据霍尔元件的输出特性，可以将霍尔传感器分为开关型霍尔传感器和线性霍尔传感器。
三、实验器材1. 霍尔传感器2. 信号源3. 电流表4. 电压表5. 直流稳压电源6. 磁场发生器7. 电阻箱8. 连接线四、实验步骤1. 将霍尔传感器、信号源、电流表、电压表、直流稳压电源、磁场发生器和电阻箱等器材连接成实验电路。
2. 调节直流稳压电源输出电压，使霍尔传感器工作在合适的工作电压范围内。
3. 调节信号源输出电流，使霍尔传感器工作在合适的工作电流范围内。
4. 改变磁场发生器的磁场强度，观察霍尔传感器输出电压的变化。
5. 测量不同磁场强度下霍尔传感器的输出电压，记录实验数据。
6. 根据实验数据，分析霍尔传感器的输出特性。
五、实验数据与分析1. 霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系根据实验数据，绘制霍尔传感器输出电压与磁场强度的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔传感器输出电压与磁场强度呈线性关系。
2. 霍尔传感器输出电压与电流的关系根据实验数据，绘制霍尔传感器输出电压与电流的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔传感器输出电压与电流呈线性关系。
六、实验结果与结论1. 实验结果表明，霍尔传感器输出电压与磁场强度、电流均呈线性关系，符合霍尔效应的原理。
2. 霍尔传感器具有响应速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，在实际测量中具有广泛的应用前景。
3. 通过本实验，掌握了霍尔传感器的工作原理、性能特点和应用方法。
实验05(霍尔式传感器)实验报告
实验五-霍尔式传感器实验1：直流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的了解霍尔式传感器原理与应用。
二、实验原理根据霍尔效应，霍尔电势U H＝KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它的电势会发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。
三、实验器械主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、移相器／相敏检波器／低通滤波器模板、双线示波器。
四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：X为测微头移动距离，Vol为输出电压幅值。
实验数据拟合图像如下：由图像可见当测微头位移范围在±3mm以内时，位移-输出电压曲线基本可视作一条直线，当测微头位移量超过3mm后，位移-输出电压曲线开始出现较大偏差。
当测微头位移范围为±2mm时，直线拟合方程为y=875.05x-123.05。
当测微头位移范围为±4mm 时，直线拟合方程为y=835.97x-133.07灵敏度和非线性误差：当测微头总位移量为±2mm时，灵敏度为875.05（V/m），非线性误差为0.542%当测微头总位移量为±4mm时，灵敏度为835.97（V/m），非线性误差为5.919%六、实验思考题本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？实验中霍尔元件位移的线性度反映了系统灵敏度的变化。
当线性度较大时，说明此时系统的灵敏度较之前已经发生较大改变，位移-输出电压曲线的非线性进一步增大实验2：交流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的了解交流激励时霍尔式传感器的特性。
二、实验原理：交流激励时霍尔式传感器与直流激励一样，基本工作原理相同，不同之处是测量电路。
三、实验器械主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、移相器／相敏检波器／低通滤波器模板、双线示波器。
四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：X为测微头移动距离，Vol为输出电压幅值。
实验数据拟合图像如下：非线性误差：当测微头总位移量为±2mm时，非线性误差为2.765% 当测微头总位移量为±4mm时，非线性误差为10.849%。
霍尔位移传感实验报告
一、实验目的1. 理解霍尔位移传感器的工作原理。
2. 掌握霍尔位移传感器的安装和调试方法。
3. 分析霍尔位移传感器的性能特点。
4. 验证霍尔位移传感器的测量精度和稳定性。
二、实验原理霍尔位移传感器是基于霍尔效应原理设计的。
当电流通过半导体材料，并受到垂直于电流方向的磁场作用时，在半导体材料的两侧会产生电压，这个电压称为霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度和半导体材料的厚度有关。
霍尔位移传感器通常由一个线性霍尔元件、永久磁钢组和测量电路组成。
当传感器沿轴向移动时，由于磁场分布的变化，霍尔元件的输出电压也随之变化，从而实现位移的测量。
三、实验仪器与设备1. 霍尔位移传感器2. 永久磁钢组3. 信号调理电路4. 数据采集器5. 移动平台6. 精密尺四、实验步骤1. 将霍尔位移传感器安装在移动平台上，确保传感器轴线与移动平台轴线一致。
2. 将传感器连接到信号调理电路，并进行电路调试，确保信号输出稳定。
3. 使用数据采集器记录传感器在不同位移位置下的输出电压。
4. 将实验数据与理论计算结果进行对比分析。
5. 改变传感器轴线与磁场方向的夹角，观察霍尔电压的变化，分析传感器的性能特点。
五、实验数据与结果分析1. 实验数据记录表| 位移（mm） | 霍尔电压（mV） | 理论计算值（mV） ||------------|----------------|------------------|| 0 | 0 | 0 || 1 | 0.5 | 0.5 || 2 | 1.0 | 1.0 || 3 | 1.5 | 1.5 || 4 | 2.0 | 2.0 |2. 实验结果分析（1）实验数据与理论计算值基本一致，说明霍尔位移传感器的测量精度较高。
（2）当传感器轴线与磁场方向的夹角为90°时，霍尔电压最大；当夹角为0°时，霍尔电压最小。
这表明霍尔位移传感器的输出电压与传感器轴线与磁场方向的夹角有关。
实验三 霍尔传感器实验
实验三磁敏传感器实验一、霍尔式传感器的直流激励特性实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。
实验原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F／V表、直流稳压电源、测微头、振动平台、主、副电源。
有关旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置20V档，直流稳压电源置2V档，主、副电源关闭。
实验步骤：(1)了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。
霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。
(2)开启主、副电源将差动放大器调零后，增益最小，关闭主电源，根据图3-1接线，W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。
图3-1(3)装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
(4)开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
作出V-X曲线指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场与磁场分布有很大差异，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。
(6)实验完结关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
注意事项：(1)由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
(2)一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
(3)激励电玉不能过2v，以免损坏霍尔片。
二、霍尔式传感器的应用一电子秤实验目的：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。
所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、差动放大器、直流稳压电源、电桥、砝码、F／V表(电压表)、主、副电源、振动平台。
有关旋钮初始位置：直流稳压电源置±2V档，F／V表置2V档，主、副电源关闭。
霍尔传感器实验报告
霍尔传感器实验报告霍尔传感器原理及其应用摘要20 世纪末,集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展,各种性能的集成霍尔传感器不断涌现,它们已在汽车、纺织、化工、通讯、电机、电信、计算机等各个领域得到广泛的应用,特别是由集成开关型霍尔传感器制成的无刷直流电机(霍尔电机) 已经进入千家万户. 广泛应用于录音机、摄录像设备、VCD、DVD、及新型助力自行车等家用电器中. 笔者将集成开关型霍尔传感器及其计时装置应用于力学实验中,同时还可对该传感器的特性参数进行测量. 由于保留了传统的实验方法,所以使实验的内容更具综合性,它一方面能让学生从多角度地了解和掌握一些经典的测量手段和操作技能.另一方面由于加入了用集成开关型霍尔传感器来测量时间或周期的新方法,使学生对这种传感器的特性及在自动测量和自动控制中的作用有进一步的认识,从而真正领略这一最新传感技术的风采. 传统实验与现代化技术相结合对推进素质教育,培养想象能力和创新能力是十分有用的. 而这类实验已在我校的中学物理实验研究课程中开设,教师和学生都很有兴趣,教学效果很好。
霍尔的实验原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，如图1所示，这种现象就称为霍尔效应。
图1两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
霍尔接近开关是用“霍尔效应”的磁感应现象来实现电子开关的开关,工作电压范围5-24V。
霍尔传感器对磁场感应特别灵敏，所以与他配合工作的是一块小磁铁。
当磁铁与它接近时。
若B在一定值以上时，霍尔传感器输出高电平，若B小于一定值时，霍尔传感器会输出低电平。
利用霍尔开关的特性，我们可以很容易实现对电路的自动控制。
霍尔接近开关既有霍尔开关元件所具有的无触点，无开关瞬态抖动，高可靠，抗干扰能力强及抗腐蚀和长寿命等特点，又有很强的负载能力和广泛的功能，所以在工业中得到相当广泛的使用，特别是在恶劣环境下，它比目前使用的电感式，电容式，光电式等接近开关具有更强的抗干扰能力。
霍尔式传感器实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生了解霍尔式传感器的工作原理、结构特点和应用领域，掌握霍尔式传感器的制作和调试方法，提高学生动手能力和实际操作技能。
二、实训内容1. 霍尔式传感器原理讲解- 霍尔效应：当电流通过导体，并垂直于导体放置一个磁场时，导体中的自由电子在磁场的作用下发生偏转，从而在导体的两端产生电势差，即霍尔电压。
- 霍尔传感器：利用霍尔效应将磁场的强度转换为电压信号，广泛应用于位移、速度、压力、角度等物理量的测量。
2. 霍尔式传感器制作- 准备材料：霍尔元件、磁铁、电路板、连接线等。
- 制作步骤：1. 将霍尔元件固定在电路板上。
2. 将磁铁固定在霍尔元件附近。
3. 连接霍尔元件与电路板。
4. 搭建电路，实现信号采集和放大。
3. 霍尔式传感器调试- 测试信号：使用示波器测试霍尔传感器输出的电压信号。
- 调整参数：根据测试结果，调整电路参数，使传感器输出信号稳定、可靠。
4. 霍尔式传感器应用- 位移测量：将霍尔传感器安装在运动部件上，通过测量输出电压的变化，实现位移的测量。
- 速度测量：将霍尔传感器安装在旋转轴上，通过测量输出电压的变化频率，实现速度的测量。
- 压力测量：将霍尔传感器安装在压力容器上，通过测量输出电压的变化，实现压力的测量。
三、实训过程1. 理论学习- 学习霍尔效应、霍尔传感器原理、电路设计等相关理论知识。
- 分析霍尔式传感器的应用领域和特点。
2. 实践操作- 制作霍尔式传感器：按照实训指导书的要求，完成霍尔式传感器的制作。
- 调试传感器：使用示波器测试传感器输出信号，调整电路参数，使信号稳定、可靠。
- 应用传感器：将传感器应用于位移、速度、压力等物理量的测量。
3. 总结与讨论- 分析实训过程中遇到的问题及解决方法。
- 总结霍尔式传感器的应用领域和特点。
四、实训结果1. 成功制作并调试了霍尔式传感器。
2. 掌握了霍尔式传感器的原理、制作和调试方法。
3. 熟悉了霍尔式传感器的应用领域和特点。
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佛山职业技术学院
实训报告
课程名称传感器及应用
报告内容霍尔传感器制作与调试
专业电气自动化技术
班级08152
姓名陈红杰‘’‘’‘’‘’‘’‘’‘’‘
学号31
二0一0年六月
佛山职业技术学院
《传感器及应用》
霍尔传感器制作实训报告
班级08152学号31
姓名陈红杰时间2009-2010第二学期项目名称霍尔传感器电路制作与
指导老师张教雄谢应然调试
一、实验目的与要求：
1.对霍尔传感器的实物（电路部分）进行一个基本的了解。
2.了解双层PCB板以及一定（霍尔传感器）的焊接排版的技术和工艺。
二、实验仪器、设备与材料：
1.认识霍尔传感器（电路部分）的元件（附图如下）：
2.焊接电路PCB板（双层）和对电路设计的排版工艺的了解。
3.对霍尔传感器的电路原理图进行基本的分析（附图如下）：
实验开始，每组会得到分发的元件，我先由霍尔传感器的电路原理图开始分析，将每个元件插放好位置，这点很重要，如果出了问题那么会使电路不能正常工作，严重的还有可能导致电路元件受损而无法恢复。
所以我先由霍尔传感器的电路原理图开始着手，分析清楚每个元件的指定位置，插放好了之后再由焊接，最后要把多余的脚剪掉。
整个电路的元件除了THS119是长脚直插式元件之外，其余的元件均为低位直插或者贴板直插。
焊接的过程中，所需要注意的事情就是不能出现虚焊脱焊或者更严重的烙铁烫坏元件的表壳封装损坏印制电路板等。
这些都是在焊接的整个过程中要注意的事情。
比如，焊接三端稳压管7812时，要考虑到电路板的外壳封装和三端稳压管7812的散热问题，如果直插焊接的话那么就会放不进塑料外壳里，还有直插没有折引脚的话对三端稳压管7812的散热影响很大。
综合这些因素再去插放焊接元件，效果会好很多。
又比如，焊接THS119的时，原本PCB板在设计的时已经排好版了，就是在TL082的背面插放THS119。
这样的设计很巧妙，能够保证每一个THS119插进去焊接完了之后都能很好地与塑料外壳严密配合安放进去。
因为这是利用了IC引脚与PCB板的间距来实现定距离的，绝不会给焊接带来任何麻烦。
最后，顺便提及一下，在保证能将每一个元件正确地焊接在印制电路板上的前提条件下要尽量将元件插放焊接得美观。
五、实验心得体会
（1）首先，从整个霍尔传感器来看，设计的电路的合理性，元件的选用，还有焊接的制作工艺是保证整个电路能正常工作前提。
（2）在学习电子电路的过程中，急需有一个过度期，焊接霍尔传感器电路的过程当中就会得到一个这样的练习。
（3）简单的说就是，拿到一张电路原理图未必做得出一个比较好的产品，这里需要对整个电路设计的元件参数的考虑和排版，元件插放等等。
只有将这些问题逐一解决了，才能做好一个电路，也只有这样才能做好一个产品。
（4）霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。
霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。
若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。
六、实验收获
从拿到第一个元件开始，我仍然没有太多的收获，直到开始分析整个电路原理图的时候才慢慢开始了解到一些确实精巧的设计，可以说是独具匠心，到整个霍尔传感器电路完成之后才算是明白了一二。
在此，我具体地说说。
首先，为什么不用一个普通的稳压管替代Z2这个精密稳压集成电路TL431呢？我查阅相关资料知道它的温度范围宽能在
区间工作。
将其的R、C脚并焊再串上一个电阻来等效代替电
路原理图中的精密稳压集成电路。
这是
一个非常值得学习的实例，设计很巧妙，
运用很灵活，接着，就是RT1热敏电阻
的设计，与温度补偿的原理大相径庭，
形成一个闭环的温度反馈。
使得电路在
密封的工作环境中能够很好的进行自我调整和保护。
这又是一个非常匠心的设计，弥补了外露敞开式设计的不足。
还有就是，THS119的插放位置设计的相当精妙。
运用了双层PCB板的优点，和IC引脚与印制电路板之间的距离来严格准确地控制着THS119与塑料外壳之间的距离，使得霍尔传感器探头THS119处于一个指定的位置。
再者，三端稳压管7812的插放焊接很准确，先是插放再折压引脚使其背面紧贴印制板（螺丝孔对准），涂上导热硅脂，这样的设计能更好的为三端稳压管7812散热。
最后，就是电源路径的排放。
这个问题是在任何电路上值得参考学习的方案。
很明显在PCB板上就看到直流电源24V输入一直愿者印制板的边缘走线。
值得一提的是，这样的设计原本就是一个优化问题，再有霍尔传感器探头THS119的控制电流与输入的电流能更好地隔开，这样将整个电路的扰动量尽量减到最小。
七、实验总结
理论到实践的过渡期需要很扎实的设计，元件等各方面的综合知识来实现整个产品的起草到出产。
这是很再实际不过的问题，在这里还可以提及到元件参数问题和设计电路的优化问题。
举例说明，在此之前，设计过的电路往往也设计到元件参数的匹配问题，这是一个极其苛刻的问题，丝毫马虎不得。
例如选择电阻的类型和瓦数，选用电容的耐压值和种类，还有倘若找不到和电路原理图上所标注的一样的元件，就得想办法巧妙地运用其他元件来等效代替，尽可能的节省制作一个模块所要花的资金。
从设计一个相对理想的电路到制作一个比较理想的产品，其中就是一个综合性和强的工作。
哪怕是在任何一个小环节上出了纰漏，后果就是电路不能正常工作，产品宣告失败。
这就包括电路设计的全部参数的全方位考虑，又比如电路工作环境当中的温度湿度电磁兼容等等问题都要逐一解决。
学生签名：陈红杰
2010年6月28日。