141270046 自动化 杨蕾生
一、实验目的:
了解直流激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,利用这一性质可以进行位移测量。
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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、实验步骤:
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V
o1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,开启电源,调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置,再调节Rw1使数显表指示为零。
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加0.2mm记下一个读数,将读数填入表14。
表14
作出V-X曲线,计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 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激励电压错接成±15V,否则将可能烧毁霍尔元件。
六、思考题:
本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化?
答:本人认为应该是实际的输入、输出与拟合的理想的直线的偏离程度的变化,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同的。
七、实验报告要求:
1、整理实验数据,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9-2
X(mm) | 0 | 菊花链逻辑0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 |
V(mv) | 1.88 | 电子跳绳1.679 | 1.475 | 1.273 | 1.086 | 0.89 | 0.711 | 0.525 | 0.339 | 0.16 |
X(mm) | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 | 3.2 | 3.4 | 3.6 | 3.8 |
V(mv) | -0.022 | -0.199 | -0.383 | -0.576 | -0.754 | -0.94 | -1.127 | -1.324 | -1.524 | -1.708 |
| | | | | | | | | | |
V-X曲线如下:
支承板
(1)由上图可知灵敏度为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=0.9136
Δm =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)=-0.0172V
yFS=1.88V
δf =Δm /yFS×100%=0.915%
2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种,各自的产生原因是什么,应怎样进行补偿。
答:(1)零位误差。零位误差由不等位电势所造成,产生不等位电势的主要原因是:两个霍尔电极没有安装在同一等位面上;材料不均匀造成电阻分布不均匀;控制电极接触不良,造成电流分布不均匀。补偿方法是加一不等位电势补偿电路。
(2)温度误差。因为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。补偿方法是采用恒流源供电和输入回路并联电阻。
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实验15 交流激励时霍尔传感器位移特性实验
一、实验目的:
了解交流激励时霍尔式传感器的特性。
二、基本原理:
交流激励时霍尔式传感器与直流激励一样,基本工作原理相同,不同之处是测量电路。
led点阵书写显示屏三、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、实验步骤:
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、首先检查接线无误后,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)作为传感器的激励电压接入图15的实验模板中。