任务导图：

任务描述：

   动感单车是一种结合了音乐、视觉效果等独特的充满活力的室内自行车训练、健身设备。动感单车的结构与普通的单车相似，包括车把、车座、蹬板和轮子几个部分，如图4-1所示，与普通自行车不同的是，其车身稳固地联结为一个整体 。 

图4-1 动感单车

                    学习

                    目标

1.熟悉霍耳开关的工作原理、常用专业术语；

2.掌握霍尔开关检测磁性物体的应用；

3.了解霍尔开关的应用范围。 

1.会运用霍尔传感器测位移；

2.会用霍尔传感器测转速。

1.养学生的创新精神与实践能力；

2.进学生个性发展，培养学生分析问题与解决问题的能力；

3.养学生的团队合作精神；

任务重点

霍尔元件与霍尔效应，霍尔式传感器的工作原理以及基本结构，霍尔式传感器的测量电路。

任务难点

霍尔式传感器的测量电路以及存在的误差。霍尔式传感器在存在误差以后的几种补偿方法(不等位电势和温度误差)。

(1)试述霍尔电压建立的过程。霍尔电压的大小和方向与哪些因素有关?

(2)霍尔元件主要有哪些技术指标?分别是怎样定义的?
(3)霍尔元件存在不等位电势的主要原因有哪些?如何对其进行补偿?
(4)为什么霍尔元件要要进行温度补偿?主要有哪些补偿?补偿的原理是什么?

教学方法：

演示操作方法、分组讨论法。

播放多媒体资源手段、现场指导。

英语词汇：

霍尔效应（Hall effect） 、 霍尔元件（Hall  element）、洛仑磁力（lorentz force）、励磁电流（exciting current）、等位电势（Equipotential electric potential）

        教学设计

学习工作单

       资料查阅记录单

    讨论记录单

    方案设计工作单

评价表

        教师打分表

    小组自评表

    小组互评表

1. PPT

2. 视频

项目4-01霍尔传感器测位移实验上

项目4-02霍尔传感器测位移实验下

项目4-03霍尔传感器测位移实验介绍

项目4-04霍尔传感器测位移实验演示

项目4-05霍尔传感器测位移实验操作

项目4-06动感单车速度检测任务描述

项目4-07霍尔效应

项目4-08磁性开关原理及硬件安装方法~1

项目4-09霍尔元件的结构

项目4-10霍尔元件的主要技术参数

项目4-11霍尔传感器基本测量电路

项目4-12霍尔集成传感器

项目4-13霍尔元件的误差及其补偿

项目4-14动感单车速度检测任务实施

项目4-15其他霍尔传感器的工作原理

3. 动画

1.什么是霍尔效应?

2、 为什么霍尔元件般采用N型半导体材料，而不选用导体材料或绝缘体材料?

3. 什么是霍尔元件的温度特性?有哪些补偿措施?

4、集成霍尔传感器有什么特点?

5、设计一个采用霍尔传感器的液位控制系统？

1、答：在置于磁场的导体或半导体中通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文·霍尔在1879年发现的。产生的电势差称为霍尔电压。

2、答：因为导体材料的μ虽然很大，但ρ很小，故不宜做成元件，而绝缘材料的ρ虽然很大，但μ很小，故也不宜做成元件。而N型半导体材料中，电子的迁移率比空穴的大，且μn>μp，所以霍尔元件一般采用N型半导体材料。

答：霍尔元件的温度特性是指元件的内阻及输出与温度之间的关系。与一般半导体一样，由于电阻率、迁移率以及载流子浓度随温度变化，所以霍尔元件的内阻、输出电压等参数也将随温度而变化。霍尔元件温度补偿的方法主要有利用输入回路的串联电阻进行补偿和利用输出回路的负载进行补偿两种。

答：集成霍尔传感器的特点主要是取消了传感器和测量电路之间的界限，实现了材料、元件、电路三位一体。集成霍尔传感器与分立相比，由于减少了焊点，因此显著地提高了可靠性。此外，它具有体积小、重量轻、功耗低等优点。

答：液位控制系统原理如图所示，霍尔元件固定不动，磁铁与探测杆固定在一起，连接到装液体的容器旁边，通过管道与内部连接。当液位达到控制位置时霍尔元件输出控制信号，通过处理电路和电磁阀来控制液压阀门的开启和关闭，如液位低于控制位置时开启阀门，超过控制位置时则关闭阀门。