实验十九 开关式霍尔传感器测转速实验

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霍尔转速传感器测速实验

霍尔转速传感器测速实验

实验九霍尔转速传感器测速实验一、实验目的了解霍尔转速传感器的应用。

二、基本原理根据霍尔效应表达示U H=K H IB,当K H I不变时,在转速圆盘上装上N只磁性体,并在磁钢上方安装一霍尔元件。

圆盘每转一周,表面的磁场B从无到有就变化N次,霍尔电势也相应变化N次。

此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。

三、需用器件与单元霍尔转速传感器、转速测量控制仪。

四、实验步骤1、根据图9-1,将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上,探头对准转盘内的磁钢。

图9-1 霍尔转速传感器安装示意图2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端,红(+)、绿( ),不要接错。

3、将霍尔传感器输出端(黄线)接示波器或者频率计。

4、调节电动转速电位器使转速变化,用示波器观察波形的变化(特别注意脉宽的变化),或用频率计观察输出频率的变化。

五、实验结果分析与处理1、记录频率计六组输出频率数值如下:由以上数据可得:最快转速对应的频率f1=152.83Hz,最慢转速对应频率f6=20.1Hz。

随着转速的减小,脉宽T1逐渐变大,但占空比基本保持不变,而且速度不能无限减小。

六、思考题1、利用霍尔元件测转速,在测量上是否有所限制?答:有,测量速度不能过慢,因为磁感应强度发生变化的周期过长,大于读取脉冲信号的电路的工作周期,就会导致计数错误。

2、本实验装置上用了二只磁钢,能否只用一只磁钢?答:如果霍尔是单极的,可以只用一只磁钢,但可靠性和精度会差一些;如果霍尔是双极的,那么必须要有一组分别为n/s极的磁钢去开启关断它,那么至少要两只磁钢。

1。

霍尔测速实验报告

霍尔测速实验报告

霍尔测速实验报告
《霍尔测速实验报告》
嘿,大家好呀!今天来给大家讲讲我做霍尔测速实验的那些事儿。

话说那一天,我来到实验室,看到那一堆实验器材,心里还有点小激动呢。

我看着那些霍尔传感器呀,就像看到了一个个小宝贝,嘿嘿。

我开始小心翼翼地组装起实验装置来。

我把电机接上电源,让它欢快地转起来,就像个小风车似的。

然后把霍尔传感器靠近电机,准备开始测量速度啦。

我眼睛紧紧地盯着那个小小的显示屏,心里默默祈祷着数据能准确点。

这时候呀,我感觉自己就像个侦探,在寻找着速度的秘密。

电机转呀转,我盯着看呀看,那紧张的感觉,就好像在等着彩票开奖一样。

突然,数据出来了,我兴奋地差点叫出声来。

我又反复测了几次,每一次都特别认真,感觉自己都快钻进那些数据里去了。

在这个过程中,我还发现了一些小细节呢。

比如传感器的位置稍微变动一下,数据就会有点不一样,真是神奇得很呐!
经过一番折腾,我终于完成了实验。

看着那一串串的数据,心里别提有多满足了。

就好像我收获了满满的宝藏一样。

这次霍尔测速实验,让我深深体会到了科学的魅力。

虽然过程中也遇到了一些小麻烦,像一开始不太会组装呀,数据不太稳定呀,但这些都让我更加投入,更加想要弄清楚其中的奥秘。

现在想想,科学实验还真是有趣呀,就像一场奇妙的冒险。

我期待着下一次的实验,再去探索那些未知的领域。

嘿嘿,这就是我的霍尔测速实验之旅啦,是不是很有意思呀!大家也快去试试吧!
以上就是我的霍尔测速实验报告啦,希望你们也能喜欢这个有趣的实验哦!。

实验十九 开关式霍尔传感器测转速实验

实验十九  开关式霍尔传感器测转速实验

实验十九开关式霍尔传感器测转速实验一、实验目的:了解开关式霍尔传感器测转速的应用。

二、基本原理:开关式霍尔传感器是线性霍尔元件的输出信号经放大器放大,再经施密特电路整形成矩形波(开关信号)输出的传感器。

开关式霍尔传感器测转速的原理框图19—1所示。

当被测圆盘上装上6只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化6次,开关式霍尔传感器就同频率f相应变化输出,再经转速表显示转速n。

图19—1开关式霍尔传感器测转速原理框图三、需用器件与单元:主机箱中的转速调节0~24V直流稳压电源、+5V直流稳压电源、电压表、频率\转速表;霍尔转速传感器、转动源。

四、实验步骤:1、根据图19—2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约为2~3mm。

2、将主机箱中的转速调节电源0~24V旋钮调到最小(逆时针方向转到底)后接入电压表(电压表量程切换开关打到20V档);其它接线按图19—2所示连接(注意霍尔转速传感器的三根引线的序号);将频频\转速表的开关按到转速档。

3、检查接线无误后合上主机箱电源开关,在小于12V范围内(电压表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压改变直流电机电枢电压),观察电机转动及转速表的显示情况。

图19—2 霍尔转速传感器实验安装、接线示意图4、从2V开始记录每增加1V相应电机转速的数据(待电机转速比较稳定后读取数据);画出电机的V-n(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲线。

实验完毕,关闭电源。

n(转/406286108132157179203225250分)V(mv)2003004635006017037999019991104电机的V-n(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲线五、思考题:利用开关式霍尔传感器测转速时被测对象要满足什么条件?被测物能够阻挡或透过或反射霍尔信号,般都是一个发射头一个接收头若发射接收安装在同侧,则被测物必须能反射该信号,发射接收安装在对侧,则被测物必须能阻挡透过该信号。

霍尔传感器测转速报告

霍尔传感器测转速报告

霍尔传感器测转速报告一、引言转速测量是许多工业应用中的重要环节,可以用于监控机械设备的状态、调整设备的运行参数以及判断设备是否正常工作。

为了实现转速测量,人们通常使用霍尔传感器这样的设备。

本文将介绍霍尔传感器的原理、测量转速的方法以及该方法的优势。

二、霍尔传感器的原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器,通过测量磁场的变化来感知物体的位置、运动或者其他相关信息。

其工作原理如下:1.当电流通过霍尔元件时,会产生一个与电流方向垂直的磁场。

2.当磁场通过霍尔元件时,会在其两端产生电势差。

3.电势差的大小与磁场的强度成正比,可以被测量。

三、转速测量方法基于霍尔传感器的转速测量方法如下:1.将霍尔传感器安装在待测转动物体的表面上,使其与物体的运动轨迹保持一定的距离。

2.通过霍尔传感器采集到的电势差数据,可以计算出物体的转速。

3.可以通过采集连续的电势差数据,求取其平均值,从而提高测量精度。

4.如果转速过高,可以通过减小采样间隔或者使用更高精度的霍尔传感器来提高测量精度。

四、优势与其他传统的转速测量方法相比,基于霍尔传感器的转速测量具有以下优势:1.霍尔传感器可以非接触地测量转速,不会对待测物体产生摩擦和测量误差。

2.霍尔传感器体积小巧、重量轻,易于安装和使用。

3.霍尔传感器的响应速度快,可以实时获取转速数据。

4.霍尔传感器的测量范围广,可以适用于不同转速的测量需求。

五、总结霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器,可以用于测量转速。

本文介绍了霍尔传感器的工作原理、转速测量方法以及其优势。

相比传统的转速测量方法,基于霍尔传感器的转速测量具有非接触、高精度和快速响应的特点,适用于许多工业应用中的转速监测和控制。

学生-自动检测技术实验讲义

学生-自动检测技术实验讲义

实验十九霍尔测速实验一、实验目的了解霍尔组件的应用——测量转速。

二、实验仪器霍尔传感器、0~24V直流电源、转动源、频率/转速表、直流电压表。

三、实验原理利用霍尔效应表达式:U H=K H IB,在被测转盘上装上N只磁性体,转盘每转一周,霍尔传感器受到的磁场变化N次。

转盘每转一周,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出转盘的转速。

四、实验内容与步骤1.安装根据图19-1,霍尔传感器已安装在传感器支架上,且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。

图19-1 霍尔传感器安装示意图2.将“+5V”与“GND”接到底面板上转动源传感器输出部分,Uo2为“霍尔”输出端,Uo2与接地端接到频率/转速表(切换到测转速位置)。

3.将“0~24V可调稳压电源”与“转动源输入”相连,用数显电压表测量其电压值。

4.打开实验台电源,调节可调电源0~24V驱动转动源,可以观察到转动源转速的变化,待转速稳定后(稳定时间约一分钟左右),记录相应驱动电压下得到的转速值。

也可用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形。

五、实验报告1.分析霍尔组件产生脉冲的原理。

2.根据记录的驱动电压和转速,作V-RPM曲线。

实验二十九智能调节仪温度控制实验一、实验目的了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。

二、实验仪器智能调节仪、PT100、温度源三、实验原理位式调节位式调节(ON/OFF)是一种简单的调节方式,常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制,或用于报警。

位式调节仪表用于温度控制时,通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。

PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式,是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法,能实现高精度控制,先进的自整定(AT)功能使得无需设置控制参数。

在误差大时,运用模糊算法进行调节,以消除PID饱和积分现象,当误差趋小时,采用PID算法进行调节,并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化,具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。

霍尔传感器开关实验报告

霍尔传感器开关实验报告

一、实验目的1. 了解霍尔效应原理及其在电量、非电量测量中的应用概况;2. 熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能;3. 掌握开关型霍尔传感器测量转速和震动的基本方法;4. 通过实验,验证霍尔传感器在测量中的应用效果。

二、实验原理霍尔效应是指当电流通过一个导体或半导体时,若在导体或半导体两侧施加垂直于电流方向的磁场,则会在导体或半导体内部产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电压,即霍尔电压。

根据霍尔效应,可以制作出霍尔传感器,用于测量磁场的强度和方向。

开关型霍尔传感器是一种利用霍尔效应将磁场变化转换为电信号输出的传感器。

当磁场穿过霍尔元件时,会在元件内部产生霍尔电压,该电压经过放大和整形后,输出一个开关信号。

当磁场强度超过设定阈值时,开关信号由低电平变为高电平;当磁场强度低于设定阈值时,开关信号由高电平变为低电平。

三、实验器材1. 开关型霍尔传感器;2. STM32开发板;3. 直流电源;4. 连接电缆;5. 转速实验装置;6. 震动实验装置;7. 示波器;8. 计算机编程软件。

四、实验步骤1. 连接实验器材:将开关型霍尔传感器和STM32开发板通过电缆连接,将直流电源与开发板连接;2. 编写程序:利用STM32开发板的编程软件编写程序,实现显示霍尔传感器测试结果、震动测量和转速测量等功能;3. 转速实验:将霍尔传感器固定在转速实验装置的轴上,当轴转动时,霍尔传感器输出脉冲信号,通过编程软件计算转速;4. 震动实验:将霍尔传感器固定在震动实验装置上,当装置震动时,霍尔传感器输出脉冲信号,通过编程软件计算震动频率;5. 测试与分析:通过示波器观察霍尔传感器的输出信号,分析信号特点,并与理论计算结果进行对比。

五、实验结果与分析1. 转速实验:实验结果显示,霍尔传感器输出的脉冲信号频率与转速实验装置的实际转速基本一致,说明霍尔传感器可以准确测量转速;2. 震动实验:实验结果显示,霍尔传感器输出的脉冲信号频率与震动实验装置的实际震动频率基本一致,说明霍尔传感器可以准确测量震动频率;3. 信号分析:通过示波器观察霍尔传感器的输出信号,发现信号为矩形脉冲,具有较好的稳定性和重复性。

霍尔传感器实验报告

霍尔传感器实验报告

霍尔传感器实验报告霍尔传感器原理及其应用摘要20 世纪末,集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展,各种性能的集成霍尔传感器不断涌现,它们已在汽车、纺织、化工、通讯、电机、电信、计算机等各个领域得到广泛的应用,特别是由集成开关型霍尔传感器制成的无刷直流电机(霍尔电机) 已经进入千家万户. 广泛应用于录音机、摄录像设备、VCD、DVD、及新型助力自行车等家用电器中. 笔者将集成开关型霍尔传感器及其计时装置应用于力学实验中,同时还可对该传感器的特性参数进行测量. 由于保留了传统的实验方法,所以使实验的内容更具综合性,它一方面能让学生从多角度地了解和掌握一些经典的测量手段和操作技能.另一方面由于加入了用集成开关型霍尔传感器来测量时间或周期的新方法,使学生对这种传感器的特性及在自动测量和自动控制中的作用有进一步的认识,从而真正领略这一最新传感技术的风采. 传统实验与现代化技术相结合对推进素质教育,培养想象能力和创新能力是十分有用的. 而这类实验已在我校的中学物理实验研究课程中开设,教师和学生都很有兴趣,教学效果很好。

霍尔的实验原理当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时,薄片的两端就会产生电位差,如图1所示,这种现象就称为霍尔效应。

图1两端具有的电位差值称为霍尔电势U,其表达式为U=其中K为霍尔系数,I为薄片中通过的电流,B为外加磁场(洛伦慈力Lorrentz)的磁感应强度,d是薄片的厚度。

由此可见,霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。

霍尔接近开关是用“霍尔效应”的磁感应现象来实现电子开关的开关,工作电压范围5-24V。

霍尔传感器对磁场感应特别灵敏,所以与他配合工作的是一块小磁铁。

当磁铁与它接近时。

若B在一定值以上时,霍尔传感器输出高电平,若B小于一定值时,霍尔传感器会输出低电平。

利用霍尔开关的特性,我们可以很容易实现对电路的自动控制。

霍尔接近开关既有霍尔开关元件所具有的无触点,无开关瞬态抖动,高可靠,抗干扰能力强及抗腐蚀和长寿命等特点,又有很强的负载能力和广泛的功能,所以在工业中得到相当广泛的使用,特别是在恶劣环境下,它比目前使用的电感式,电容式,光电式等接近开关具有更强的抗干扰能力。

应变片单臂电桥性能实验毕业设计【整理版】

应变片单臂电桥性能实验毕业设计【整理版】

应变片单臂电桥性能实验毕业设计目录YC-2000型传感器检测技术实验台 (3)YC-3000型传感器检测技术实验台 (6)示范实验举例 (9)实验一应变片单臂电桥性能实验 (9)实验二应变片半桥性能实验 (15)实验三应变片全桥性能实验 (16)*实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (18)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (19)实验六应变片的温度影响实验 (20)实验七移相器、相敏检波器实验 (20)实验八应变片交流全桥的应用(应变仪)—振动测量实验 (25)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (28)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计 (30)实验十一差动变压器的性能实验 (30)实验十二激励频率对差动变压器特性的影响 (35)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (36)实验十四差动变压器测位移实验 (37)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (39)实验十六电容式传感器的位移实验 (41)实验十七线性霍尔传感器位移特性实验 (43)实验十八线性霍尔传感器交流激励时的位移性能实验 (46)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (48)实验二十磁电式传感器测转速实验 (49)实验二十一压电式传感器测振动实验 (51)实验二十二电涡流传感器位移实验 (55)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响 (58)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 (59)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (60)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (61)实验二十七光电传感器测转速实验 (64)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (66)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (74)实验三十Pt100铂电阻测温特性实验 (77)实验三十一Cu50铜热电阻测温特性实验 (83)实验三十二K热电偶测温性能实验 (85)实验三十三E热电偶测温性能实验 (91)实验三十四集成温度传感器(AD590)温度特性实验 (92)实验三十五气敏传感器实验 (94)实验三十六湿敏传感器实验 (96)实验三十七软件用户手册 (97)实验三十八发光二极管(光源)的照度标定实验 (103)实验三十九光敏电阻特性实验 (106)实验四十光敏二极管的特性实验 (108)实验四十一光敏三极管特性实验 (110)实验四十二硅光电池特性实验 (111)实验四十三透射式光电开关实验 (113)实验四十四反射式红外光电接近开关实验 (115)备注:1、带*号实验为思考实验;学生也可以参考示范实验例子组建开发其它实验项目。

最新传感器实验霍尔测速和光速测控

最新传感器实验霍尔测速和光速测控

传感器实验霍尔测速和光速测控传感器实验实验报告实验三霍耳测速一、实验目的:了解霍耳传感器N3120U的特性,学习霍耳传感器的应用,NE555时基集成电路应用。

二、实验设备及器件:显示器、稳压电源、频率计数器;霍耳传感器、万用表、小磁铁、小电机等。

三、实验原理:霍耳元件是一种磁电转换元件,用于检测磁场并将磁信号转换成电压。

把霍耳元件置于外磁场中,沿垂直于磁力线方向通过电流时,其中的载流子受洛仑兹力作用,被推向一侧,积累以后形成电场,这个电场阻止载流子的偏移,当达到动态平衡后,电场中电位差即形成霍耳电压。

当电流一定时,测量霍耳电压即可得知磁场的场强大小。

本实验采用的N3120U霍耳器件是一种集成的开关元件。

它的输出可直接与多种电子元件相连。

它的内部结构和主要性能如上图,其中:图(一)显示了N3120U的内部结构和外接电路的种类。

图(二)显示了对于N3120U器件来说磁场为负的情况。

图(三)、图(四)、图(五)表示了对于磁感应强度大小的不同区域输出电压翻转的情况。

图(六)给出了实验装置的示意图和磁铁与传感器的相对位置图,当磁铁转动时,N3120U输出波形为一系列方波,这时就可送计数器进行计数。

实验原理框图所示:四、实验步骤:1、测试传感器特性:(1)按图(一)连接电路,输出接示波器。

(2)如图(七)所示,测试图(五)区域的器件特性。

用示波器观察N3120U的输出情况。

将小磁铁由远及近移向N3120U,当输出电压发生跳变时,记录小磁体靠近霍耳探头的一端(现在是N极)与霍耳探头N3120U的距离,然后由此点由近及远移动小磁铁,观察N3120U 的输出,当示波器上输出电压出现反向跳变时,再记录小磁体与N3120U的距离。

磁铁由远到近磁铁由近到远跳变点与N3120U距离 8mm 11mm注:反复操作,测量结果与表中相差无几,由于不便于测量,难以得到精确值,故不必进行多次记录。

(3)用小磁体的 S极指向N3120U,重复 (2)的步骤,测试图(三)所示的器件特性。

霍尔传感器实验

霍尔传感器实验

一、实验目的:1. 了解霍尔式传感器原理与应用。

2. 了解直流激励时霍尔式传感器的特性。

3. 了解霍尔转速传感器的应用。

二、 基本原理: 1. 根据霍尔效应,霍尔电势U H =K H IB ,当霍尔元件处在梯度磁场中运动时,它就可以进行位移测量。

2. 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。

3. 利用霍尔效应表达式:U H =K H 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:霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源、测微头、数显单元,相敏检波、移相、滤波模板、双线示波器,霍尔转速传感器、直流源+5V 、转动源2-24V 、转动源单元、数显单元的转速显示部分。

四、实验步骤:(一) 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验1、将霍尔传感器按图4-1安装。

霍尔传感器与实验模板的连接按图4-2进行。

1、3为电源±4V ,2、4为输出。

2、 开启电源,调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节R W1使数显表指示为零。

图4-1 霍尔传感器安装示意图图4-2 霍尔传感器位移―直流激励实验接线图3、 微头向轴向方向推进,每转动0.2mm 记下一个读数,直到读数近似不变,将读数填入表4-1。

表4-14.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。

(二) 交流激励时霍尔式传感器的位移实验1、传感器安装同实验十六,实验模板上连线见图4-3。

2、调节音频振动器频率和幅度旋钮,从Lv 输出,用示波器测量使电压输出频率为1KHz ,电压峰-峰值为接上交流电源,激励电压从音频输出端L V 输出频率1KH Z ,幅值为4V 峰-峰值(注意电压过大会烧坏霍尔元件)。

3、调节测微头使霍尔传感器处于磁钢中点,先用示波器观察使霍尔元件不等位电势为最小,然后从数显表上观察,调节电位器R W1、R W2使显示为零。

霍尔开关器件特性及应用实验

霍尔开关器件特性及应用实验

• 霍尔开关器件特性及应用实验[实验目的与要求]:1.掌握霍尔元件的工作原理,了解霍尔开关集成电路的特性 及其主要参数和应用.• 2. 测量风扇在不同工作电压下的转速,并描绘出速度与电压的曲线.[实验仪器]:霍尔开关集成电路,电压,风扇,导线等[实验原理]:• 一. 霍尔元件及霍尔开关集成电路的工作原理一块长方形金属薄片或半导体薄片,若在某方向上通入电流IH ,在其垂直方向上加一磁场B ,则在垂直于电流和磁场的方向上将产生电位差UH ,这个现象称为“霍尔效应”。

UH 称为“霍尔电压”。

霍尔发现这个电位差UH 与电流强度IH 成正比,与磁感应强度B 成正比,与薄片的厚度d 成反比,即d B I R U H HH =(1)式中RH 叫霍尔系数,它表示该材料产生霍尔效应能力的大小。

霍尔电压的产生可以用洛伦兹力来解释。

如图1所示,将一块厚度为d 、宽度为b 、长度为L 的半导体薄片(霍尔片)放置在磁场B 中,磁场B 沿Z 轴正方向。

当电流沿X 轴正方向通过半导体时,若薄片中的载流子(设为自由电子)以平均速度v 沿X 轴负方向作定向运动,所受的洛伦兹力为B ev f B ⨯= (2)在fB 的作用下自由电子受力偏转,结果向板面“I ”积聚,同时在板面“Ⅱ”上出现同数量的正电荷。

这样就形成一个沿Y 轴负方向上的横向电场,使自由电子在受沿Y 轴负方向上的洛伦兹力fB 的同时,也受一个沿Y 轴正方向的电场力fE 。

设E 为电场强度,UH 为霍尔片I 、Ⅱ面之间的电位差(即霍尔电压),则b Ue eEf HE == (3) fE 将阻碍电荷的积聚,最后达稳定状态时有E B f f =(4)即b U eevB H=或图1 霍尔效应原理图vBb U H =(5)设载流子浓度为n ,单位时间内体积为v ·d ·b 里的载流子全部通过横截面,则电流强度IH 与载流子平均速度v 的关系为dbne I v vdbne I HH == 或(6)将(6)式代入(5)式得d B I ne U H H ⋅=1(7)式中ne 1即为前述的霍尔系数RH 。

自动检测课程——转速检测试验报告

自动检测课程——转速检测试验报告

实验一霍尔测速和光电测速实验一、实验目的:了解霍尔组件的应用——测量转速。

二、实验仪器:光电传感器、霍尔传感器、+5V、+4、±6、±8、±10V直流电源、转动源、频率/转速表。

三、实验原理;如图1,霍尔传感器和光电传感器已安装于传感器支架上,且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。

光电传感器正对着测速圆盘的通孔。

a霍尔测速 b 光电测速图1霍尔测速原理:利用霍尔效应表达式:U H=K H IB,当被测圆盘上装上N只磁性体时,转盘每转一周磁场变化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出被测旋转物的转速。

光电测速原理:光电式转速传感器有反射型和透射型二种,本实验装置是透射型的,传感器端部有发光管和光电池,发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上,并转换成电信号,由于转盘上有等间距的6个透射孔,转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲,将电脉计数处理即可得到转速值。

转盘每转一周输出N个脉冲信号,计数器可以测出脉冲信号的频率(Hz),可按n=f*60/N计算转速。

四、实验内容与步骤霍尔测速步骤1.将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端,“霍尔”输出接到直流电压表。

用手转动测速圆盘,观测输出电压与霍尔传感器相对测速圆盘位置的关系。

2.将“霍尔”输出接到频率/转速表(切换到测转速位置)。

3.打开实验台电源,选择不同电源+4V、+6V、+8V、+10V、12V(±6)、16V(±8)、20V(±10)、24V驱动转动源,可以观察到转动源转速的变化,待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值和频率值4用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形,记录其频率,根据测速圆盘的结构,换算转速;将示波器测得的转速作为实际转速与转速表测得的转速对比,计算误差。

光电测速试验步骤同上。

1.将+5V电源接到板上“光电”输出的电源端,“光电”输出接到直流电压表。

霍尔传感器综合实验.

霍尔传感器综合实验.

开放型实验报告实验名称:霍尔传感器综合应用学院:飞行器工程学院专业:飞行器制造工程(航空维修)班级学号:14063204学生姓名:曹杨实验日期:2016年6月11日评分:教师签名:1 实验目的(1)了解霍尔效应原理及其在电量、非电量测量中的应用概况;(2)熟悉霍尔传感器的工作原理及其性能;(3)掌握开关型霍尔传感器测量电机转速的方法;(4)掌握线性霍尔传感器测量大电流的方法。

2 文献综述2.1 霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。

霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。

后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。

霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。

通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

图1 霍尔传感器2.2 霍尔效应由霍尔效应的原理知,霍尔电势的大小取决于:Rh为霍尔常数,它与半导体材质有关;I为霍尔元件的偏置电流;B为磁场强度;d为半导体材料的厚度。

对于一个给定的霍尔器件,当偏置电流 I 固定时,UH将完全取决于被测的磁场强度B。

一个霍尔元件一般有四个引出端子,其中两根是霍尔元件的偏置电流 I 的输入端,另两根是霍尔电压的输出端。

如果两输出端构成外回路,就会产生霍尔电流。

一般地说,偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出;若精度要求高,则基准电压源均用恒流源取代。

为了达到高的灵敏度,有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的坡莫合金;这类传感器的霍尔电势较大,但在0.05T左右出现饱和,仅适用在低量限、小量程下使用。

在半导体薄片两端通以控制电流I,并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场,则在垂直于电流和磁场的方向上,将产生电势差为UH的霍尔电压。

【免费下载】霍尔元件测量转速的实现

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对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力根通保据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资,配料不置试仅技卷可术要以是求解指,决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高与中带资负料荷试下卷高问总中题体资,配料而置试且时卷可,调保需控障要试各在验类最;管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下,安与要全过加,度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高;试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中,核资或对料者定试对值卷某,弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试,.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置,弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误,试高要方中求案资技,料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高,术料课中并3中试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术,管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高,案中为;资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资,管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装,工置合作调理并试利且技用进术管行,线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确:指灵在导活分。。线对对盒于于处调差,试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷,术调应问试采题技用,术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔,变开需压处要器理在组;事在同前发一掌生线握内槽图部内 纸故,资障强料时电、,回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资,料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而,与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检,卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

霍尔传感器实验

霍尔传感器实验

实验十七 线性霍尔传感器位移特性实验一、实验目的:了解霍尔式传感器原理与应用。

二、基本原理:霍尔式传感器是一种磁敏传感器,基于霍尔效应原理工作。

它将被测量的磁场变化(或以磁场为媒体)转换成电动势输出。

霍尔效应是具有载流子的半导体同时处在电场和磁场中而产生电势的一种现象。

如图17—1(带正电的载流子)所示,把一块宽为b ,厚为d 的导电板放在磁感应强度为B 的磁场中,并在导电板中通以纵向电流I ,此时在板图17—1霍尔效应原理的横向两侧面A ,A 之间就呈现出一定的电势差,这一现象称为霍尔效应(霍尔效应可以用洛伦兹力来解释),所产生的电势差U H 称霍尔电压。

霍尔效应的数学表达式为:U H =R H dIB =K H IB 式中:R H =-1/(ne)是由半导体本身载流子迁移率决定的物理常数,称为霍尔系数;K H = R H /d 灵敏度系数,与材料的物理性质和几何尺寸有关。

具有上述霍尔效应的元件称为霍尔元件,霍尔元件大多采用N 型半导体材料(金属材料中自由电子浓度n很高,因此R H 很小,使输出U H 极小,不宜作霍尔元件),厚度d 只有1µm 左右。

霍尔传感器有霍尔元件和集成霍尔传感器两种类型。

集成霍尔传感器是把霍尔元件、放大器等做在一个芯片上的集成电路型结构,与霍尔元件相比,它具有微型化、灵敏度高、可靠性高、寿命长、功耗低、负载能力强以及使用方便等等优点。

本实验采用的霍尔式位移(小位移1mm ~2mm )传感器是由线性霍尔元件、永久磁钢组成,其它很多物理量如:力、压力、机械振动等本质上都可转变成位移的变化来测量。

霍尔式位移传感器的工作原理和实验电路原理如图17—2 (a)、(b)所示。

将磁场强度相同的两块永久磁钢同极性相对放置着,线性霍尔元件置于两块磁钢间的中点,其磁感应强度为0,(a)工作原理(b)实验电路原理图17—2霍尔式位移传感器工作原理图设这个位置为位移的零点,即X=0,因磁感应强度B=0,故输出电压U H=0。

霍尔开关传感器测速实验

霍尔开关传感器测速实验

霍尔开关传感器测速实验实验五霍尔开关传感器测速实验系别:自动化专业:姓名:学号:座位号:合作者:实验时间:年月日(上午、下午、晚上)一、实验目的1、了解霍尔开关集成传感器的工作原理和应用。

2、掌握LabVIEW进行实验分析的方法。

二、实验仪器和设备3、实验电路板;4、电机组件;5、霍尔开关传感器CS3020;6、4.7KΩ电阻;7、跳线若干。

8、计算机、LabVIEW软件系统及其相应脚本;9、DRLAB快速可重组综合实验台。

三、实验基本原理图5-1是霍尔开关集成传感器的内部结构框图。

当有磁场作用在传感器上时,根据霍尔效应原理,霍尔元件输出霍尔电压Vh,该电压经放大器放大后,送至施密特整形电路。

当放大后的Vh电压大于“开启”阀值时,施密特整形电路翻转,输出高电平,使输出三极管导通。

当磁场减弱时,霍尔元件输出的Vh电压很小,施密特整形电路再次翻转,输出低电平,输出三极管关闭。

这样,一次磁场强度的变化,就使传感器完成一次开关动作。

当被测电机飞轮上装有N只磁性体时,飞轮每转一周磁场就变化N次,霍尔传感器输出的电平也变化N次,通过计算即可知道电机的转速。

图5-1 霍尔开关集成传感器的内部结构框图四、实验步骤1、确认数据采集仪电源关闭(数据采集仪电源在DRLAB快速可重组综合实验台上,按钮弹起为关闭状态)。

2、开启总电源和直流电源,开启数据采集仪电源。

3、在桌面上运行LabVIEW主程序图标,或在“开始”程序中运行快捷方式。

进入LabVIEW主界面,如图5-2所示。

图5-2 LabVIEW工作界面4、点击Browse,在实验目录中选择相应脚本文件,具体路径如下:Browse→我的电脑→D盘→DEPUSH→德普施labview脚本→开放传感器实验箱→相应脚本,本实验中,我们选择“开放式传感器--霍尔传感器传输速度测量”。

如图5-3所示。

图5-3 选择脚本5、打开脚本后,在计算机中实验环境如图5-4所示。

图5-4 虚拟仪器的实验环境6、连接实验箱电源线:将实验箱的三芯电源线插接到综合实验台上。

传感器实验 霍尔测速和光速测控

传感器实验 霍尔测速和光速测控

传感器实验实验报告实验三霍耳测速一、实验目的:了解霍耳传感器N3120U的特性,学习霍耳传感器的应用,NE555时基集成电路应用。

二、实验设备及器件:显示器、稳压电源、频率计数器;霍耳传感器、万用表、小磁铁、小电机等。

三、实验原理:霍耳元件是一种磁电转换元件,用于检测磁场并将磁信号转换成电压。

把霍耳元件置于外磁场中,沿垂直于磁力线方向通过电流时,其中的载流子受洛仑兹力作用,被推向一侧,积累以后形成电场,这个电场阻止载流子的偏移,当达到动态平衡后,电场中电位差即形成霍耳电压。

当电流一定时,测量霍耳电压即可得知磁场的场强大小。

本实验采用的N3120U霍耳器件是一种集成的开关元件。

它的输出可直接与多种电子元件相连。

它的内部结构和主要性能如上图,其中:图(一)显示了N3120U的内部结构和外接电路的种类。

图(二)显示了对于N3120U器件来说磁场为负的情况。

图(三)、图(四)、图(五)表示了对于磁感应强度大小的不同区域输出电压翻转的情况。

图(六)给出了实验装置的示意图和磁铁与传感器的相对位置图,当磁铁转动时,N3120U输出波形为一系列方波,这时就可送计数器进行计数。

实验原理框图所示:四、实验步骤:1、测试传感器特性:(1)按图(一)连接电路,输出接示波器。

(2)如图(七)所示,测试图(五)区域的器件特性。

用示波器观察N3120U的输出情况。

将小磁铁由远及近移向N3120U,当输出电压发生跳变时,记录小磁体靠近霍耳探头的一端(现在是N极)与霍耳探头N3120U的距离,然后由此点由近及远移动小磁铁,观察N3120U的输出,当示波器上输出电压出现反向跳变时,再记录小磁体与N3120U的距离。

磁铁由远到近磁铁由近到远跳变点与N3120U距离8mm 11mm注:反复操作,测量结果与表中相差无几,由于不便于测量,难以得到精确值,故不必进行多次记录。

(3)用小磁体的S极指向N3120U,重复(2)的步骤,测试图(三)所示的器件特性。

霍尔式转速传感器的检测

霍尔式转速传感器的检测

电磁式传感器的工作原理
• 感应线圈绕在永久磁铁上形成传 感头,带凸齿的铁质信号轮随发 动机曲轴在传感头附近转动,因 此,信号轮与传感头之间的间隙 发生周期性的变化,由于空气的 磁阻远大于铁质材料的磁阻,该 间隙的周期性变化必然造成磁回 路磁阻的周期性变化,从而造成 磁回路中磁通量的周期性变化, 根据电磁感应原理,在感应线圈 的两端就产生了交变感应电动势。 该交变感应电动势即可作为传感 器的输出信号。
原理 • 遮光盘旋转,当外 圈孔对准光源时, 光接收器导通,输 出高电平;当孔离 开光源时,光接收 器截止,输出低电 平。遮光盘不停旋 转,产生脉冲信号。
发光元件发出的光线射向光敏元件,但该光线受到 信号盘的控制。当信号盘的叶片遮住光线时,光敏元件 没有受到光线照射,其工作状态不变;当信号盘的缺口 放开光线时,光敏元件受到光线照射,其工作状态发生 变化。传感器的集成电路将这种变化转变为方波,即可 作为传感器的输出信号。信号盘每转一圈,传感器输出 信号的数量等于信号盘上缺口(或叶片)的数量,单位 时间内输出信号的数量即可反应信号轮及发动机的转速。
• 波形的幅值大多数应满5V,波形的形状要适当一致,矩形 的拐角和垂直沿的一致性要好。
知识拓展
光电效应式曲轴位置与转速传感器检测
(1)测传感器的工作电源、信号参考电压及搭铁情况 (2)测传感器的输出信号波形
案例分析:曲轴位置传感器故障
• 车型:帕萨特B5轿车,装备ANQ发动机,采用博世M3.8.3 电喷系统,2002年出厂,行驶里程9万km。 • 故障:发动机熄火后,再也不能起动。 • 检查:发动机不能起动与曲轴位置传感器有很大的关系。 起动发动机,用万用表检测ECU的56与63脚,无信号电压 (正常时应有0.3~5V的脉冲信号电压),说明曲轴位置 传感器损坏。更换后故障排除。 • 分析:由于曲轴位置传感器的损坏,ECU在连续几次接收 不到它的信息时,便会中断喷油和点火信号的输出指令, 发动机无法起动。

霍尔传感器测量电机转速

霍尔传感器测量电机转速

霍尔传感器测量电机转速一、背景随着单片机的不断推陈出新,特别是高性价比的单片机的涌现,转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。

本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器,使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。

二、工作原理1、转速测量原理转速的测量方法很多,根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法),该系统采用了M法(测频法)。

由于转速是以单位时间内转数来衡量,在变换过程中多数是有规律的重复运动。

根据霍尔效应原理,将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿,转盘随测轴旋转,磁钢也将跟着同步旋转,在转盘下方安装一个霍尔器件,转盘随轴旋转时,受磁钢所产生的磁场的影响,霍尔器件输出脉冲信号,其频率和转速成正比。

脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系:式中:n为电机转速;P为电机转一圈的脉冲数;T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。

霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片,在垂直于平面方向上施加外磁场B,在沿平面方向两端加外电场,则使电子在磁场中运动,结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。

其大小和外磁场及电流大小成比例。

霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点,故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。

在这里选用美国史普拉格公司(SPRA GUE)生产的3000系列霍尔开关传感器3013,它是一种硅单片集成电路,器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路,具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<输出电平可与各种数字电路兼容等特点。

2、转速控制原理直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关,可以采用C805 1F060片内的D/A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。

在这里采用简单的比例调节器算法(简单的加一、减一法)。

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实验十九开关式霍尔传感器测转速实验
一、实验目的:了解开关式霍尔传感器测转速的应用。

二、基本原理:开关式霍尔传感器是线性霍尔元件的输出信号经放大器放大,再经施密特电路整形成矩形波(开关信号)输出的传感器。

开关式霍尔传感器测转速的原理框图19—1所示。

当被测圆盘上装上6只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化6次,开关式霍尔传感器就同频率f相应变化输出,再经转速表显示转速n。

图19—1开关式霍尔传感器测转速原理框图
三、需用器件与单元:主机箱中的转速调节0~24V直流稳压电源、+5V直流稳压电源、电压表、频率\转速表;霍尔转速传感器、转动源。

四、实验步骤:
1、根据图19—2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约为2~3mm。

2、将主机箱中的转速调节电源0~24V旋钮调到最小(逆时针方向转到底)后接入电压表(电压表量程切换开关打到20V档);其它接线按图19—2所示连接(注意霍尔转速传感器的三根引线的序号);将频频\转速表的开关按到转速档。

3、检查接线无误后合上主机箱电源开关,在小于12V范围内(电压表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压改变直流电机电枢电压),观察电机转动及转速表的显示情况。

图19—2 霍尔转速传感器实验安装、接线示意图
4、从2V开始记录每增加1V相应电机转速的数据(待电机转速比较稳定后读取数据);
画出电机的V-n(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲线。

实验完毕,关闭电源。

电机的V-n(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲线
五、思考题:
利用开关式霍尔传感器测转速时被测对象要满足什么条件?
被测物能够阻挡或透过或反射霍尔信号,般都是一个发射头一个接收头若发射接收安装
在同侧,则被测物必须能反射该信号,发射接收安装在对侧,则被测物必须能阻挡透过该信
号。

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