霍尔传感器位移特性实验.doc

实验14 直流鼓励时霍尔传感器位移特性实验 　 自动化 　 　杨蕾生一、实验目的:理解直流鼓励时霍尔式传感器的特性二、基本原理：根据霍尔效应,霍尔电势ＵH=KHIＢ，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时,它的电势会发生变化，运用这一性质可以进行位移测量三、需用器件与单元：主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头、数显单元四、实验环节：1、霍尔传感器和测微头的安装、使用参阅实验九按图14示意图接线（实验模板的输出Ｖo１接主机箱电压表Vｉｎ），将主机箱上的电压表量程（显示选择)开关打到2Ｖ档2、检查接线无误后，启动电源,调节测微头使霍尔片大体在磁铁中间位置,再调节Rw1使数显表批示为零3、以某个方向调节测微头2mｍ位移,记录电压表读数作为实验起始点;再反方向调节测微头每增长0．2mm记下一种读数,将读数填入表14表1４X（ｍｍ)V（ｍv）作出Ｖ-X曲线,计算不同线性范畴时的敏捷度和非线性误差五、实验注意事项:1、对传感器要轻拿轻放,绝不可掉到地上2、不要将霍尔传感器的鼓励电压错接成±15V，否则将也许烧毁霍尔元件六、思考题:本实验中霍尔元件位移的线性度事实上反映的是什么量的变化?答：本人觉得应当是实际的输入、输出与拟合的抱负的直线的偏离限度的变化，当X不同的时候,实际的输出值与根据拟合直线得到的数值的偏离值是不相似的。

七、实验报告规定：1、整顿实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线实验数据如下：表９-2X(ｍm)00.20.40．60.８１.01.２1.４1.6１．8V(mv）1．881.６７91．４751.2731．0８60.89０.7110.5250.339０．１６X（mm)2.02．２2.42.6２．83．0３.２３.43.６3.8Ｖ(mv)-0．0２2-0.1９9-0.3８３－０.57６-0.75４-0．94-1.127－1.32４－1.524－１.7０8Ｖ－X曲线如下:(1）由上图可知敏捷度为S＝ΔV／ΔX=－０.93５4V/ｍm(2)由上图可得非线性误差:当x=1ｍm时，Y＝-0.935４×1+1.８49＝0.9136Δm =Y－0.89=0.0２36V yFS=１．８8V δf =Δｍ /yＦS×100％=１.256% 当x=3ｍm时: Y=－0.9354×３＋1.849=－0.95７2V Δm =Y-(-０.９4)=-０.0１7２VyFS=１.88V δf ＝Δｍ /yＦS×100％＝0.915% 2、归纳总结霍尔元件的误差重要有哪几种，各自的产生因素是什么,应如何进行补偿。

答：（1）零位误差零位误差由不等位电势所导致,产生不等位电势的重要因素是:两个霍尔电极没有安装在同一等位面上;材料不均匀导致电阻分布不均匀；控制电极接触不良,导致电流分布不均匀补偿措施是加一不等位电势补偿电路2）温度误差由于半导体对温度很敏感，因而其霍尔系数、电阻率、霍尔电势的输入、输出电阻等均随温度有明显的变化，导致了霍尔元件产生温度误差补偿措施是采用恒流源供电和输入回路并联电阻　 　 　 　 　 　 　 　 　 　实验15 　 交流鼓励时霍尔传感器位移特性实验一、实验目的:理解交流鼓励时霍尔式传感器的特性二、基本原理:交流鼓励时霍尔式传感器与直流鼓励同样,基本工作原理相似，不同之处是测量电路三、需用器件与单元:主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头、数显单元、移相器/相敏检波器/低通滤波器模板、双线示波器四、实验环节:1、传感器、测微头安装使用同实验九实验模板接线见下图2、一方面检查接线无误后,合上主机箱总电源开关,调节主机箱音频振动器的频率和幅度旋钮,用示波器、频率表监测Lv输出频率为１KHｚ，幅值为4V的峰-－峰值；关闭主机箱电源,再将Lv输出电压(１KHz、4V)作为传感器的鼓励电压接入图15的实验模板中。

3、合上主机箱电源，调节测微头使霍尔传感器的霍尔片处在两磁钢中点,先用示波器观测使霍尔元件不等位电势为最小,然后从数显表上观测,调节电位器Ｒw1、Rw２使显示为零４、调节测微头使霍尔传感器产生一种较大位移，运用示波器观测相敏检波器输出,旋转移相单元电位器Rw和相敏检波电位器Rw,使示波器显示全波整流波形，且数显表显示相对值5、使数显表显示为零,然后转动测微头记下每转动０.2ｍm时表头读数，填入下表表15交流鼓励时输出电压和位移数据Ｘ(mm)00．20.40．60．８1.０1．2１.4１.61.８Ｖ（mv)00.030.０6０.080.110.1５0．１80.21０.２４0.２8X(mm)2.02．22．42．62．83．0３.2３.43.63.8V(mv)0.32０.３60.40.440.４8０．５２０.５６0.580.６１0.６3X(mm）4.0４．24.4V（mｖ)0.6５0.6７0．696、根据表15作出V-X曲线,计算不同量程时的非线性误差１）由上图可知敏捷度为Ｓ=ΔV/ΔX=０.１73V/mm（2）由上图可得非线性误差：当ｘ=1ｍm时,Y＝0.1７3×１－０．01７9=0.151Δm =Y-0.15=0．00１Ｖ yFＳ=0.３6V δf =Δm ／yFS×1００％＝0.27８% 当x=3ｍｍ时： Ｙ=0.１７3×3－０．0１79＝0.5０11Ｖ Δm =Y-0.52=-0.0１８９ＶyＦS=０.3６V δf =Δm ／yＦS×１０0%=5.2５% 实验16 霍尔测速实验一、实验目的:理解霍尔转速传感器的应用。

二、基本原理:运用霍尔效应体现式， ＵＨ=ＫＨＩB,当被测圆盘上装上Ｎ只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化N次每转一周霍尔电势就同频率相应变化,输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速三、需用器件与单元:主机箱、霍尔转速传感器、转动源四、实验环节: １、根据图１6将霍尔转速传感器安装于霍尔架上，传感器的端面对准转盘上的磁钢并调节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大概２~3mm2、一方面在接线此前，合上主机箱电源开关，将主机箱中的转速调节电源2—24Ｖ旋钮调到最小(逆时针方向转究竟）后接入电压表（显示选择打到20V档)监测大概为１.2５V；然后关闭主机箱电源，将霍尔转速传感器、转动电源按图16所示分别接到主机箱的相应电源和频率/转速表(转速档）的Fｉn上3、合上主机箱电源开关,在不不小于12Ｖ范畴内（电压表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压变化电机电枢电压)，观测电机转动及转速表的显示状况4、从2V开始记录每增长1V相应电机转速的数据(待电机转速比较稳定读取数据);画出电机的V—N（电机电枢电压与电机转速转速的关系)特性曲线实验完毕，关闭电源V(V)23４567８９10１1１2Ｎ（ｒad/s)330５407７010１0１2３0145０16８01910213０2３６０２580画出电机的V—N特性曲线:五、思考题:　　1、运用霍尔元件测转速,在测量上有否限制?答：运用霍尔元件测转速时,每当磁感应强度发生变化时霍尔元件就输出一种脉冲,如果转速过慢,磁感应强度发生变化的周期过长，不小于读取脉冲信号的电路的工作周期,就会导致计数错误。

2、本实验装置上用了6只磁钢,能否用一只磁钢？答： 可以用一只磁钢, 只是用一只磁钢测量的敏捷度会减少实验1７ 磁电式转速传感器测速实验一、实验目的:理解磁电式测量转速的原理二、基本原理：基于磁电感应原理,N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势:发生变化，因此当转盘上嵌入N个磁棒时,每转一周线圈感应电势产生N次变化通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速三、需用器件与单元:主机箱、磁电式转速传感器、转动源四、实验环节： 磁电式转速传感器测速实验除了传感器不用接电源外,其他完全与实验1６相似;请按图17和实验16中的实验环节做实验实验完毕，关闭电源表17数据记录V(V)2345678９1０1112N(ｒaｄ／s)4006208３０105０１２８0１48０16８0１9１0215０2３802600。