传感器第三次实验
实验十五 直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验
一、实验目的
了解霍尔式传感器原理与应用。
二、基本原理
根据霍尔效应，霍尔电势UH?KH?IB，当霍尔元件处在梯度中运动时，它的电势会发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。
三、实验器材
主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头。
四、实验步骤
1、按示意图接线，将主机箱上的电压表量程开关打到2V档。
2、检查接线无误后，开启电源，调节测微头使霍尔片处在两磁钢的中间位置，再调节RW1使数显表指示为零。
3、向某个方向调节测微头2mm，记录电压表读数作为实验起始点； 再反向调节测微头，没增加0.2mm记下一个读数，将数据记录入表格： X(mm) V(V) X(mm) V(V) X(mm) V(V) -2 -1.289 -0.4 -0.252 1.2 0.750 -1.8 -1.155 -0.2 -0.126 1.4 0.874 -1.6 -1.024 0 -0.001 1.6 0.999 -1.4 -0.891 0.2 0.119 1.8 1.127 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.762 -0.634 -0.504 -0.381 0.4 0.6 0.8 1.0 0.246 0.376 0.500 0.620 2.0 1.248 做出V-X曲线，计算不同测量范围时的灵敏度和非线性误差。
±2mm时灵敏度：
?V?2.5277V,?X?4mm 所以 S??U/?V?0.6319V/mm。 非线性度：
?Vm?0.0175V,yFs?2.5277V 所以
???Vm/yFs?100%?0.69%
五、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：反映的是磁场的变化。
实验十六 交流激励时霍尔式传感器的位移实验
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。
三、实验器材
主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、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、按照示意图接线。
2、检查接线无误后，合上主机电源开关。
调节主机箱音频振荡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、峰峰值为4V的信号。
关闭主机电源，将Lv输出信号作为传感器的激励电压接入实验模板中。 3、合上主机箱电源，调节测微头使霍尔传感器的霍尔片处于两磁钢中间。
先用示波器观察使霍尔元件不等位电势为最小，然后观察数显表显示，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个较大的位移，利用示波器观察相敏检波器的输出，旋转移相器单元电位器Rw和相敏检波器单元电位器Rw，使示波器显示全波整流波形，并观察数显表显示值。
直至数显表显示为零，此点作为测量原点。然后旋动测微头，没转动0.2mm，记下读数，填入表格。 X(mm) V(V) 0 0 0.2 0.104 0.4 0.200 0.6 0.296 0.8 0.387 X(mm) V(V) 1.0 0.480 1.2 0.563 1.4 0.635 1.6 0.696 1.8 0.745
6、根据表格中的数据作出V-X曲线，计算不同量程时的非线性误差。
2mm时的非线性误差：
?X?0.1142mm,yFs?1.8mm
???X/yFs?100%?6.32%。
1mm时非线性误差：
?X?0.0142mm,yFs?1mm ???X/yFs?100%?1.42%
实验十七 霍尔转速传感器测量电机转速实验
一、实验目的
了解霍尔转速传感器的应用。
二、基本原理
利用霍尔效应表达式：UH?KH?IB，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此。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整和计数电路计数就可以测量被测物体的转速。
三、实验器材
主机箱、霍尔转速传感器、振动源。
四、实验步骤
1、根据示意图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间距离大约为2~3mm。
2、在接线前，先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，接入电压表，监测大约为1.25V；
关闭主机箱电源，将霍尔转速传感器、转动电源按照示意图分别接到主机箱的相应电源和频率/转速表的Fin上。
3、合上主机箱电源开关，在小于12V的范围内调节主机箱的转速调节电源，观察电机转动及转速表的显示情况。
4、从2v开始纪录，每增加1v相应电机转速的数据。 电压（v） 转速 电压（v） 转速 2 390 7 1520 3 620 8 1760 4 850 9 1970 5 1060 10 2200 6 1290 11 2420 画出电机的v~n特性曲线。
五、思考题
1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有限制？ 答：有。当被测体是磁性体时不能用霍尔元件测量。
2、本实验装置上用了六只磁钢，能否用一只磁钢？ 答：可以，但是会降低分辨率。
实验十八 磁电式转速传感器测电机转速
一、实验目的
了解磁电式测量转速的原理。
二、基本原理
基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中的感应电势：
e??Nd?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dt化，通过放大、整形和计数等电路即可测量转速。
三、实验器材
主机箱、磁电式传感器、转动源。
四、实验步骤