传感器期末复习资料)

UH-B特性：固定控制电流，元件的开路霍尔输出随磁场的增加并不完全呈线性关系，而有所偏离。霍尔元件工作在0.5T（弱磁场）以下时线性度较好。

3. (已)霍尔元件的误差及补偿：零位误差（不等位电动势：霍尔元件在额定控制电流作用下，不加外磁场时，霍尔输出端之间的空载电动势。寄生直流电动势），温度误差。方法：1.采用恒流源供电和输入回路并联电阻

2.合理选取负载电阻RL的阻值 3.采用恒压源和输入回路串联电阻 4.采用温度补偿元件 5.霍尔元件不等位电动势U0的温度补偿。

4. 霍尔位移传感器：

式中，k是位移传感器的输出灵敏度。 积分后

得UH=kx。

霍尔电势与位移量成线性关系。霍尔电势的极性反映了元件位移的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度越好。

大题：

7、某霍尔元件l、b、d 尺寸分别为1.0cm×0.35cm×0.1cm，沿l 方向通以电流I=1.0mA，在垂直于lb 面方向加有均匀磁场B=0.3T，传感器的灵敏度系数为22V/A·T，试求其输出霍尔电动势及载流子浓度。

已知：l×b×d=1.0cm×0.35cm×0.1cm；I=1.0mA；B=0.3T；kH=22V/A·T； 求：UH=?；n=？ 解：如图

9、试说明霍尔式位移传感器的输出UH 与位移x 成正比关系。

答：因为霍尔电压为：U k IB H H = ，若I 一定，而使霍尔元件在一个沿空间均匀梯度的磁场中运动即：B k x 1 = 。则有：U k Ik x kx H H = = 1 ，所以霍尔式位移传感器的输出UH 与位移x 成正比关系。

第六章

概念：

1. 压电效应：

正压电效应：当某些物质在外力作用下变形时，某些相应表面上就会产生电荷，去掉外力后又回到不带电状态，这种没有外电场只是形变产生的极化现象称为正压电效应。机械能转变为电能

逆压电效应：当某些物质施加电场时不仅产生极化同时还产生了伸缩机械形变(应力和应变)，去掉电场后，该物质的形变随之消失，把这种电能变为机械能的现象称为逆压电效应。电能转换为机械能

2. 石英晶体：

Z 轴为光轴（中性轴），它是晶体的对称轴，光线沿Z轴通过晶体不产生双折射现象，因而它的贡献是作为基准轴。

X 轴为电轴（垂直于光轴），该轴压电效应最显著，它通过正六棱柱相对的两个棱线且垂直于光轴Z。

Y 轴为机械轴（力轴），它垂直于两个相对的表面，在此轴上加力产生的变形最大。

1) 当石英晶体受到沿X方向的压缩力作用时，在X轴的正方向的晶体表面

上出现正电荷。而在Y轴和Z轴方向的分量均为零。这种沿X轴作用力，而在垂直于X轴晶面上产生电荷的现象，称为“纵向压电效应”。 2) 当石英晶体受到沿Y轴方向的压缩力作用时，在X轴的正方向的晶体表

面上出现负电荷。（这种情况等同于沿X轴方向的拉力作用），这种沿

Y轴作用力，而在垂直于X轴的晶面上产生电荷的现象，称为“横向压电效应。”

3) 当晶体受到沿Z轴方向的力（无论是压缩力或拉伸力）作用时，因为石

英晶体在X轴方向和Y方向的变形相同，正、负电荷中心始终保持重合，电偶极矩在X、Y方向的分量等于零。 所以沿光轴方向施加作用力，石英晶体不会产生压电效应。

4) 如果石英晶体的各个方向同时受到均等的作用力（如液体压力），石英

晶体将保持电中性。所以石英晶体没有体积变形的压电效应。 3. 压电式传感器的等效电路：压电式传感器对被测量的感受程度是通过其

压电元件产生电荷量大小来反映的。传感器既是电荷源又是电容器，其等效电路可以认为是两者的并联。也可以等效为一个电压源和一个电容

串联的电路。

大题：

(已)1、什么是压电效应？