直流激励时接触式霍尔位移传感器特性实验[精品文档]

实验三直流激励时接触式霍尔位移传感器特性实验

一、实验目的

了解霍尔位移传感器原理与应用。

二、基本原理

根据霍尔效应，霍尔电势U H=K H IB，保持K H、I不变，若霍尔元件在梯度磁场B中运动，且B是线性均匀变化的，则霍尔电势U H也将线性均匀变化，这样就可以进行位移测量。

三、需用器件与单元

霍尔传感器实验模板、线性霍尔位移传感器、直流电源±4V、电源±15V、测微头、数显单元。

四、实验步骤

1、将霍尔传感器按图8-1 安装。霍尔传感器与实验模板的连接按图8-2进行。①、③为电源±4V（或单元5V），②、④为输出，R1与④之间可暂时不接。

图8-1 霍尔传感器安装示意图

2、开启电源，接入±15V电源，将微测头旋至10mm处，左右移动微测头使霍尔片处在磁钢中间位置，即数显表电压指示最小，拧紧测量架顶部的固定螺钉，接入R1与④之间的连线，调节Rw2使数显表指示为零（数显表置2V档）。

图8-2 霍尔传感器与实验模板连线图

3、旋转微测头，每转动0.5mm 记下数字电压表读数，并将读数填入表8-1中，将测微

头回到10mm 处，反向旋转测微头，重复实验过程，填入表8-1中。

五、实验结果分析与处理

1、 记录数显表数值如下：

2、由数据绘出霍尔传感器位移量与输出电压特性曲线如下

图8-3 霍尔传感器位移量与输出电压特性曲线

3、（1）计算系统灵敏度：

在)10,0.7[∈X 区间，

ΔV=（172-136）+（136-106）+∙∙∙+（27-0）/6=172/6=28.67mV

ΔX=0.5mm

灵敏度S=ΔV/ΔX=57.34mV/mm

在]0.13,0.10(∈X 区间，

ΔV=（28-0）+（59-28）+。。。+（165-151）/6=/6=27.5mV

ΔX=0.5mm

灵敏度S=ΔV/ΔX=55.0mV/mm

（2）计算非线性误差：

在)10,0.7[∈X 区间，

Δm =（172+136+106+79+53+27+0）/7=81.86mV

y FS =172mV

非线性误差δf =Δm / yFS ×100%=47.59%

在]0.13,0.10(∈X 区间，

Δm =（0+28+59+92+124+151+165）/7=88.43mV

y FS =165mV

非线性误差δf =Δm / yFS ×100%=53.59%

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：当X 变化时，实际上变化的是梯度磁场B ，所以霍尔元件位移的线性度实际上反映的是磁场梯度B 在空间上的变化。