位移传感器实验

3、在定标直线上任选a,b两点，读出其坐标值。
U
4、用对应坐标的差值计算斜率，即灵敏度。
.* *
* b(bx,bU)
S

U X
(mv / mm)
*
*
ΔU
任意位移大小计算:
*
X
0
*
X

U S

(mm)
.* *
ΔX
*a(ax,aU)
*
结束
C6 0.01u
CX1 1N4148*4 C3 0.1u 3
5
L2 410801
RW -15V GND +15V
R7 47K
C4 0.22u RW 10K
R5 3.3K
μA741
C2
0.1u
CX2
L1 410801
C5 1u
R8
2K
R6
Uo
3.3K
电压放大电路
在这个电路中，放大器输出电压Uo与电容传感器差动电容 ΔC=CX1-CX2成线性关系，亦与内电极的移动距离成线性关
(mv / mm)
.* *
* b(bx,bU)
*
*
ΔU
*
X
0
任意位移大小计算:
X

U S

(mm)
*
.* *
ΔX
*a(ax,aU)
*
霍尔传感器实验步骤：
霍尔传感器
霍尔位移传感器安装示意图
霍尔传感器实验步骤：
# 移动霍尔传感器的位移伸缩杆和螺旋测微器，使霍尔 片基本在磁钢的中间位置（数显表大致为 0），锁定测量 架上的紧固螺钉，固定测微头。再调节RW使数显表显示 为零。
U H bvB
UH KH IB
霍尔元件的基本电路
控制电流回路 霍尔电压测量回路
磁路系统
N
S
S
N
B
0
x
如图所示，磁感应强度B的大小与X方向位置成线性关系。
霍尔传感器直流激励接线图
+5V -5V
R6 51K
R3
10K OP-07
R2 1.1K
wk.baidu.com
RW
H
10K R1 470
R4
10K
R5
51K
R7
# 根据所测数据，用作图法计算电容传感器的系统灵敏 度S。
X(mm)
0
V(mv)
用作图法测量电容位移传感器灵敏度S
1、在坐标纸上建立坐标系，将测试点描绘在坐标纸上。
2、在坐标纸上画出传感器定标直线。
3、在定标直线上任选a,b两点，读出其坐标值。
U
4、用对应坐标的差值计算斜率，即灵敏度。
S

U X
# 移动电容传感器的位移伸缩杆和螺旋测微器，使电容 内极板调至中间位置（数显表大致为 0），锁定测量架上 的紧固螺钉，固定测微头。
# 打开直流电源开关，调节电容传感器实验模板上的增 益调节电阻旋钮RW，使数显直流电压表显示为 0（选择 2V 档）。
# 旋动测微头改变电容传感器动极板的位置，每隔 0.5MM记下位移X与输出电压值，填入数据表格。
位移传感器实验
大学物理实验中心
实验目的:
1. 了解电容式位移传感器结构及其特点。 2. 了解霍尔效应及其霍尔位移传感器工作原 理。
电容传感器基本原理： C S 0rS
dd
电容式传感器基本原理
圆柱型电容传感器内部结构
外极板2
C1
C2
内极板
外极板1
圆柱型电容器计算公式：
C 2l
2K Vo
RW
用作图法测量霍尔位移传感器灵敏度S
灵敏度S的计算：
S

U X

(mv / mm)
U
.* *
* b(bx,bU)
*
*
ΔU
任意位移大小计算:
*
X
0
*
X

U S

(mm)
.* *
ΔX
*a(ax,aU)
*
电容式传感器实验内容与步骤：
电容传感器安装示意图
# 将螺旋测微器设定在10MM位置，将螺旋测微器与电 容传感器上的位移伸缩杆顶端的磁铁吸合
# 分别向左、右不同方向旋动测微头，每隔 0.1MM 记下 一个读数，记入数据表。
# 整理实验数据，根据所得实验数据做出传感器的特性 曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。
用作图法测量霍尔位移传感器灵敏度S
1、在坐标纸上建立坐标系，将测试点描绘在坐标纸上。
2、在坐标纸上画出传感器定标直线。
ln(r2 / r1)
差动电容变化：
C C1 C2 kgl
其中:
kg

4
ln(r2 / r1 )
是电容随位移变化的灵敏度系数。
电容位移传感器电路原理：
多谐振荡器
+12V
R1 330 R2 10K 1N4148 R3 100 C1 50P
1N4148
4
8
7
NE555 6
2 1
整流电路
用作图法测量电容位移传感器灵敏度S
灵敏度S的计算：
S

U X

(mv / mm)
U
.* *
* b(bx,bU)
*
*
ΔU
任意位移大小计算:
*
X
0
*
X

U S

(mm)
.* *
ΔX
*a(ax,aU)
*
霍尔效应
工作电流I 磁场B
UH KH IB
霍尔元件的工作原理
FL qv B
FE eEH eUH / b