霍尔效应的负效应能否彻底消除
- 教育综合
- 2021-12-30 19:44:14
测量霍尔电压时,如何消除副效应的影响
由于这些副效应与电流和磁场的方向有关,在测量时,改变电流或磁场的方向,将各次测得的霍尔电势差取平均,就可以基本消除副效应影响。
霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。
当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。
扩展资料:
霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象被称为霍尔效应。
好比一条路, 本来大家是均匀的分布在路面上, 往前移动。当有磁场时, 大家可能会被推到靠路的右边行走。故路 (导体) 的两侧,就会产生电压差。这个就叫“霍尔效应”。根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能。
迄今为止,已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关,等等。
例如汽车点火系统,设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器,用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压,控制电控单元(ECU)的初级电流。
相对于机械断电器而言,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护,能够适应恶劣的工作环境,还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能,具有明显的优势。
用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁干扰。
而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。
霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。
如今的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
参考资料来源:百度百科-霍尔效应
为什么采用平衡测量法可以消除霍尔效应的负效应
你好,这个情况因为霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转,动能转化为热能,使x方向两侧产生温度差,因此霍尔电极和样品间形成热电偶,在电极间产生温差电动势,出现副效应。采用电流和磁场换向的对称测量法,基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除。 当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应【摘要】 为什么采用平衡测量法可以消除霍尔效应的负效应【提问】 你好,这个情况因为霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转,动能转化为热能,使x方向两侧产生温度差,因此霍尔电极和样品间形成热电偶,在电极间产生温差电动势,出现霍尔效应实验中为什么会出现副效应?为什么可以通过“对称法”测量来消除副效应?
霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转,动能转化为热能,使x方向两侧产生温度差,因此霍尔电极和样品间形成热电偶,在电极间产生温差电动势,出现副效应。采用电流和磁场换向的对称测量法,基本上能够把副效应的影响从测量的结果中消除。
当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应。
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在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关,等等。
例如汽车点火系统,设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器,用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压,控制电控单元(ECU)的初级电流。
相对于机械断电器而言,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护,能够适应恶劣的工作环境,还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能,具有明显的优势。
用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁干扰。
而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。
霍尔器件中的副效应是如何影响实验结果的?如何消除副效应的影响?
:由于这些副效应与电流和磁场的方向有关,在测量时,改变电流或磁场的方向,将各次测得的霍尔电势差取平均,就可以基本消除副效应影响。大学物理实验霍尔效应对称测量法无法消除的副效应有哪些
大学物理实验霍尔效应对称测量法无法消除的副效应如下:
1、厄廷好森效应所引起的电位差UE是指由于载流子实际上是以不同的速度在平行于x轴的方向上运动着,因此在磁场作用下,大于或小于平均速度的载流子在洛仑兹力和霍尔电场力的共同作用下,向y轴的正向或反向两侧偏转,其动能在霍尔片两侧转化为热能,结果在1和2两点间产生温差,从而出现温差电动势UE。
2、能斯脱效应所引起的电位差UN是指由于连接点3、4处的接触电阻可能不同,或由于电极、半导体材料不同而产生不同的焦耳热,使得电极3和4两点的温度不同,从而引起载流子在方向的运动产生热流,它在磁场作用下在1和2两点间产生电位差UN。
3、里纪-勒杜克效应所引起的电位差UR是指由于上述热流中的载流子的速度各不相同,在磁场作用下也会使1和2两点间出现温差电动势UR。同样,若只考虑3、4处接触电阻差异而产生的热流,则UR的方向只与B的方向有关。
4、不等位效应所引起的电位差U0是指由于制作上的困难,1、2两点不可能恰好处在同一条等位线上,因而只要样品中有电流通过,即使磁场B不存在,1与2两点之间也会出现电位差U0。U0的正负号只与工作电流的方向有关。严格的说,U0的大小在磁场不同时也略有不同。
5、实际测量时,由于仪表调整的状态,以及仪器电压受到杂散电磁场和电源地线的影响,电压表会有附加电压US。US是与电流方向和磁场方向无关的量。
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霍尔效应的发展:
霍尔效应是磁电效应的一种,后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广泛的应用前景。
参考资料来源:
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