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传感器原理及应用第三版课后答案

1、通电的导体或半导体,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。

2、霍尔电势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔系数RH成正比而与霍尔片厚度d成反比。为了提高灵敏度,霍尔元件常制成薄片形状。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:

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,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。

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。

补偿电路如图所示,输入回路与输出回路的等效电路如图、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UH也随温度变化,

基于外光电效应的光电元件有光电管、光电摄像管等。 基于光电导效应的光电器件有光敏电阻。

8-2 试述光敏电阻、光敏晶体管和光电池的工作原理,在实际应用时各有什么特点? 【答】

其工作原理是基于光电导效应,其阻值随光照增强而减小。光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。

一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好, 此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级, 亮电阻值在几千欧以下。2、光敏二极管的工作原理

在无光照时,处于反偏的光敏二极管工作在截止状态,其反向电阻很大,反向电流很小,这种反向电流称为暗电流。

空穴对,它们在反向电压和内电场的作用下,漂移越过PN结,形成比无光照时大得多的反向电流,该反向电流称为光电流,光敏二极管的反向电阻下降。 若入射光的强度增强,产生的电子-空穴对数量也随之增加,光电流也响应增大,即光电流与光照度成正比。

如果外电路接上负载,便可获得随光照强弱变化的信号。光敏二极管的光电流与照度之间呈线性关系。光敏二极管的光照特性是线性的,所以适合检测等方面的应用。 3、光敏晶体管的工作原理