Kako Hallov senzor točno mjeri jakost magnetskog polja?

1. Načelo Hallovog efekta
Hallov efekt se odnosi na činjenicu da kada struja prolazi kroz vodič koji se nalazi u magnetskom polju, nosioci (elektroni ili šupljine) se skreću pod djelovanjem magnetskog polja, stvarajući tako razliku potencijala na obje strane vodiča. Ova razlika potencijala naziva se Hallov napon. Veličina Hallovog napona proporcionalna je jakosti magnetskog polja.
2. Metoda mjerenja
Prednja detekcija: Magnetsko polje okomito je na uređaj senzora Hallovog efekta i približava se senzoru izravno prema aktivnoj površini. Ova frontalna metoda proizvodi izlazni signal VH, koji predstavlja jakost magnetskog polja, odnosno gustoću magnetskog toka, u linearnom uređaju, što je funkcija udaljenosti od Hallovog senzora. Što je udaljenost manja, to je jače magnetsko polje i veći izlazni napon.
Bočna detekcija: magnetsko polje prolazi kroz površinu Hallovog elementa unutar fiksne udaljenosti zračnog raspora. Kada magnetsko polje prolazi kroz površinu Hallovog elementa unutar fiksne udaljenosti zračnog raspora, bočno ili klizno otkrivanje je korisno za otkrivanje prisutnosti magnetskog polja, na primjer, izračunavanje brzine rotacije rotirajućeg magneta ili motora.
3. Eksperimentalni koraci
Pripremiti opremu za pokuse: Hallov element, izvor stalne struje, izvor magnetskog polja, voltmetar, mjerni uređaj itd.
Postavite Hallov element: Postavite Hallov element u izvor magnetskog polja i osigurajte da je smjer magnetskog polja u skladu sa smjerom osjetljive osi Hallovog elementa.
Primijeni konstantnu struju: Primijeni konstantnu struju na Hallov element kroz izvor konstantne struje i zabilježi vrijednost struje.
Izmjerite Hallovu potencijalnu razliku: Voltmetrom izmjerite Hallovu potencijalnu razliku preko Hallovog elementa i zabilježite podatke.
Promjena jakosti magnetskog polja: Promijenite jakost magnetskog polja izvora magnetskog polja, ponovite korake 3 i 4 i zabilježite podatke o Hallovoj potencijalnoj razlici pod različitim jakostima magnetskog polja.
Nacrtajte krivulju odnosa: Nacrtajte krivulju odnosa između Hallove razlike potencijala i jakosti magnetskog polja na temelju eksperimentalnih podataka i analizirajte eksperimentalne rezultate.
4. Analiza eksperimentalnih rezultata
Pokusom se može dobiti krivulja odnosa između Hallove razlike potencijala i jakosti magnetskog polja. Prema principu Hallovog efekta, Hallova razlika potencijala proporcionalna je jakosti magnetskog polja i također proporcionalna jakosti struje. Stoga bi idealno dobivena krivulja trebala biti ravna linija. Međutim, u stvarnim eksperimentima, zbog utjecaja različitih čimbenika (kao što su temperatura, svojstva materijala itd.), krivulja može imati određeno odstupanje.