直流激励时接触式霍尔位移传感器特性实验
霍尔传感器的直流激励特性实验报告误差分析
霍尔传感器的直流激励特性实验报告误差分析
霍尔传感器是用来检测磁场的一种传感器,它可以通过感知磁场的变化来测量物体的位置、速度等。
在实验中,为了使霍尔传感器正常工作,需要给它提供一定的激励电压,这个激励电压的大小和稳定性对实验的准确性有很大的影响。
一般来说,霍尔传感器的直流激励特性实验可以分为两个部分：测量霍尔传感器的输出电压与激励电压的关系,以及测量霍尔传感器的稳定性。
其中,第一个部分是为了确定霍尔传感器的灵敏度,即输出电压与磁场的关系,第二个部分是为了确定霍尔传感器的长期稳定性。
误差分析：
1. 激励电压的稳定性不够：
在实验中,如果激励电压的波动比较大,就会导致输出电压的误差增大。
这种误差可以通过采用稳压电源或者其他控制电压波动的方法来减小。
2. 测量电路的误差：
测量电路也会对实验结果产生误差,如放大器的增益不稳定、滤波器的频率响应不均匀等。
可以通过对测量电路进行校准来减小误差。
3. 环境磁场的影响：
周围的磁场也会对实验结果产生误差,特别是在霍尔传感器接近物体时,物体本身的磁场会对测量产生影响。
可以采取屏蔽措施或者在实验中消除这些影响。
4. 对原始数据处理的误差：
在对实验数据进行处理时,可能会出现计算误差、单位转换误差等。
这些误差可以通过实验操作的规范、数据记录的精准和对数据处理的细心来减小。
综上所述,要减小霍尔传感器的直流激励特性实验的误差,需要在实验设计、实验操作、数据处理等方面都保证科学合理性和准确性,并且提高对实验中各种误差来源的识别和防范能力。
南昌大学传感器实验报告四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励
实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励一、实验目的了解霍尔式传感器的原理与特性。
二、所需单元及部件霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V /F 表、直流稳压电源，测微头、振动平台。
有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置2V 档，直流稳压电源置2V 档，主、副电源关闭。
三、实验步骤：（1）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号，霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔式传感器。
（2）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置接近最小，使得霍尔片在磁场中位移时V /F 表读数明显变化，关闭主，副电源，根据图1接线，W 1、r 为电桥单元的直流电桥平衡网络。
（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
（4）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
（5）上下旋动测微头，记下电压表读数，建议每隔0.2mm 读一个数，将读数填入下表：作出V —X 曲线，指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，图1 接线图它的变化越陡，位移测量的灵敏度也越大。
（6）实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
四、实验数据及处理V—X曲线从图中可以看出：线性范围电压为，位移为用最小二乘法求得拟合直线方程：y=0.1851x -2.209灵敏度：a=—0.1851线性范围：-0.114V——0.146V五、心得体会通过实验我们更深程度的了解了霍尔传感器的特性。
对霍尔传感器的对线性度，灵敏度等概念也有了进一步的理解。
实验中灵敏度也是比较大的，线性度也比较好，说明霍尔传感器所在的磁感应强度比较理想。
在多次测量数据后，通过matlab工具进行数据处理，得出的曲线更接近霍尔传感器的固有特性。
但是我们实际运用的时候只是用三分之一的量程到三分之二量程这一段。
霍尔式传感器的直流激励特性
三、实验效果分析（包过仪器设备等使用效果）三、实验效果分析：由实验数据知在中心位置处霍尔传感器的灵敏度最高，其灵敏度为：S=dy/dx=0.03v/0.2mm=0.15v/mm 线性度为： = 100%=0.01/5.2 *100%=0.192%;由MATLAB图形知线性范围为5.4MM—10.6MM。
教师评语指导教师年月日江西师范大学物理与通信电子学院教学实验报告专业：电子信息工程2010年 4 月28日实验名称霍尔式传感器的直流激励特性指导老师姓名年级08级学号成绩一、预习部分1、实验目的2、实验基本原理3、主要仪器设备（包含必要的元器件、工具）一、实验目的：1.了解霍尔式传感器的原理与特性。
二、实验原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度有头磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成，当霍尔元件通过恒定电流时霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以没得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、主要仪器设备霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F／V表、直流稳压电源、测微头、振动平台、主、副电源二、实验操作步骤1．实验数据、表格及数据处理2．实验操作过程（可以用图表示）3．结论1.实验数据、表格及数据处理如下：实验中应该注意的事项：①由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
②一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
③激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。
x=[3.8:0.2:13.8 ];y=[-38,-38,-38,-38,-36,-35,-34,-33,-31,-28,-26,-23,-20,-17,-14,-10,-6,-4,0,3,7,10,14,18,22,25,30,34,37,41,45,48,51, 54,57,59,61,62,63,64,65,66,66,67,67,67,67,68,68,68,68];a=polyfit(x,y,1);xi=3.6:0.0001:13.8;yi=polyval(a,xi);plot(x,y,'go','MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5)xlabel('位移/mm','fontsize',10);ylabel('电压/mV','fontsize',10);axis([3.6 13.8 -38 68])hold onplot(xi,yi,'linewidth',0.1,'markersize',1)legend('原始数据点','拟合曲线')plot(x,y) 2、实验操作过程如下：（１）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。
实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励
南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。
所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V /F 表、直流稳压电源，测微头、振动平台。
有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置2V 档，直流稳压电源置2V 档，主、副电源关闭。
实验步骤：（1）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号，霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔式传感器。
（2）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置接近最小，使得霍尔片在磁场中位移时V /F 表读数明显变化，关闭主，副电源，根据图1接线，W 1、r 为电桥单元的直流电桥平衡网络。
（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
（4）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
（5）上下旋动测微头，记下电压表读数，建议每隔0.2mm 读一个数，将读数填入下表：图1 接线图做出V—X曲线，指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它的变化越陡，位移测量的灵敏度也越大。
（6）实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
注意事项：（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
（2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
（3）激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。
（±4V就有可能损坏霍尔片）。
直流激励时接触式霍尔位移传感器特性实验
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：表3-1：霍尔传感器位移量与输出电压的关系：X （mm ） 7.07.5 8.0 7 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 V （mV ） 172 136 106 79 53 27 0 -28 -59 -92 -124 -151 -1652、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=28.67mVΔX=0.5mm灵敏度S=ΔV/ΔX=57.34mV/mm在]0.13,0.10(∈X 区间，ΔV=（28-0）+（59-28）+。
直流激励时霍尔式传感器的位移特性试验
3
实验实训要求
■必修□选修□其他
实验实训指导教师
朱良学
考核方法
实验数据的正确记录及实训报告
项目建立时间
2014年9月
实验实训教材或指导书
■有□无
教材或指导书名称及版本
传感器实训指导书
实验实训内容
简介
（目的、要求、
内容）
训练目的：
掌握霍尔式传感器测量位移的原理和方法
场地要求及安全要求：
1.保持干净干燥
酒泉职业技术学院实验实训项目卡
系（部）机电工程系实验实训室传感器技术实训室指导教师：朱良学№.6
实验实训项目名称
直流激励时霍尔式传感器的位移特性试验
性
质
□基础课
□专业基础课
■专业课
类
别
■验证性
□设计性
□综合性
实验（实训）时数
2
所属课程
信息检测与控制
同时实验（实训）组数
8
面向专业
电气自动化；电子信息；应用电子
2.正确接线
3.安全用电
教学组织及内容：
1．将霍尔传感器安装固定在静态支架上，并固定好测微头。
2．完成霍尔传感器以及实验模块的接线。
3．实验模块接入模块电源15V（从主控箱引入），检查无误后，开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置，再调节Rw1使电压表指示为零，若无法调零则交换放大器两端输入接线。
4．旋转测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。
主要实验
实训设备
名称
型号规格
数量
名称
型号规格
数量
霍尔传感器实验模块
8
测微头
实验十二霍尔式传感器的应用（一）直流激励特性测试一、实验目的...
实验十二霍尔式传感器的应用（一）直流激励特性测试一、实验目的了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会用霍尔传感器做静态位移测试。
二、实验原理霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。
霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、实验所需部件1直流稳压电源2电桥3霍尔传感器4差动放大器5电压表6测微头四、实验电路五、实验步骤及内容1 按图接线，装上测微头，调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置。
开启电源，调节测微头和电桥上的WD，使差放输出电压为零。
上、下移动振动台，使差放正负电压输出对称2 上、下移动测微头各3.5mm，每变化0.5mm读取相应的电压值。
并记入下表，作出V-X曲线，求出灵敏度及线性。
六、注意事项直流激励电压须严格限定在2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。
（二）霍尔传感器的应用——振幅测量和电子秤一、实验目的1 通过本实验了解霍尔传感器在振动测量中的作用。
2 说明线性霍尔传感器的实际应用。
二、实验所需部件1霍尔传感器2电桥3差动放大器4低通滤波器5直流稳压电源6示波器7电压表8砝码9振动圆盘三、实验步骤及内容（一）振幅测量1按上面的实验二十所示的电路连线，调节系统，使其输出为零。
2将低频振荡器接“激振I”，保持适当的振幅，用示波器观察差动放大器输出波形。
3进一步提高低频振荡器的振幅，用示波器观察差放输出波形，当波形出现顶部削顶时，说明霍尔元件已进入均匀磁场，霍尔电压已不再随振动的增加而线性增加。
（二）电子秤1 在上面电路不变的基础上，调节系统使输出电压为零，系统灵敏度尽量大。
2 以振动圆盘作为称重平台，逐步放上砝码，依次记下表头读数，填入下表，并做出V-W曲线。
线中求得其重量。
四、注意事项1 霍尔传感器在做称重时只能工作在梯度磁场中，所以砝码和被称重物都不应太重。
实验二 霍尔式传感器的直流激励特性
实验二霍尔式传感器的直流激励特性一、实验目的：了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会霍尔式传感器做静态位移测试。
二、实验原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通以恒定电流时,霍尔元件就有电势输出。
霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、实验所需部件：直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。
四、实验步骤:1．按图(17）接线,装上测微头,调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置。
开启电源，调解微测头和电桥W D,使输出差放为零。
上、下移动振动台，使差放正负电压输出对称。
2．上、下移动测微头各3.5mm，每变化0.5mm读取相应的电压值。
并记入下表，作出V-X曲线，求出灵敏度及线性.X(mm)(—）0 -0。
500 -1.000 —1。
500 —2。
000 -2。
500 —3.000 -3.500V 0.01 2。
80 5。
28 7.66 9。
93 10.21 10.22 10.22X(mm)(+）0。
500 1.000 1.500 2.000 2。
500 3.000 3。
500V —2.33 —4.82 —7。
19 —9.93 -10.80 -11。
13 —11.13五、注意事项：直流激励电压必须严格限定在±2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。
六、V—X曲线、求灵敏度及线性：线性：由图可以看出坐标（-2,10.10）到坐标(2，—10.00)为线性的线性方程为:V=kX+b ，又知b=0。
01，带入坐标得最终方程为：V=-5.025X+0。
01灵敏度：K=-5.025。
直流激励霍尔传感器实验报告
9.5 0.113079
ΔLmax
yFS
δL
10.5 -0.134341 11 -0.099551 11.5 0.045239 12 0.04281 12.5 -0.005335 13 -0.03348 13.5 -0.021625 14 0.00023 14.5 0.042085
1.8 11.5
44.3 7.2
61.9 5.1
62.2 3.9
61.1 2.5
59.3 1.8
54.8 1.3
X/mm
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
V/mv
正行程 反行程
38.4 0.3
25.3 0.1
-2.1 -3.2
-54.8 -134.2 -60 -140
-247 -260
-412 -470
-0.22008 3.5722 -6.161%
0.5 -0.029736 1 -0.028031
1.5 -0.024126 2 -0.019321
2.5 -0.014716 3 -0.009411
3.5 -0.003906 4 0.001299
4.5 0.007204 最大偏差
满量程输出 非线性误差
=
������‘(������)
由公式可看出它就是输出—输入特性曲线的斜率，在这里用理论拟合直线的
斜率代替，因此可得到三个灵敏度
k1=12.01mv/mm
k2=789.58 mv/mm
5、迟滞误差
k3=83.71 mv/mm
迟滞指正反行程中输出—输入特性曲线的不重合程度，用最大输出差值
实验十四--直流激励时霍尔式传感器位移特性实验
实验十四直流激励时霍尔式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：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。
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±4V、±15Ｖ、测微头、数显单元、相敏检波、移相、滤波模板、双线示波器。
四、实验步骤：（一）直流激励时霍尔式传感器1、将霍尔传感器按图5-1安装。
霍尔传感器与实验模板的连接按图5-2进行。
1、3为电源±4Ｖ，2、4为输出。
图5-1 霍尔传感器安装示意图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5-2 霍尔传感器位移直流激励实验接线图3、旋转测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5-1。
表5-1X(mm) 9.700 9.509.309.100 8.900 8.700 8.500 8.300 8.100 7.900V(v) 0 0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08X(mm) 7.700 7.507.307.100 6.900 6.700 6.500 6.300 6.100 5.900V(v) 0.09 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.18 0.19X(mm) 5.700 5.505.305.100 4.900 4.700V(v) 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 0.24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。
THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考。
实验二霍尔式传感器的直流激励特性
实验二霍尔式传感器的直流激励特性
一、实验目的：
了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会霍尔式传感器做静态位移测试。
二、实验原理：
霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。
霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X,所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、实验所需部件：
直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。
差放电压表
-2V
图⑴）
四、实验步骤：
1 •按图（17）接线，装上测微头，调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置。
开启电
源，调解微测头和电桥W D,使输出差放为零。
上、下移动振动台，使差放正负电压输出对称。
2 .上、下移动测微头各 3.5mm,每变化0.5mm读取相应的电压值。
并记入下表，作出V-X曲线，求出灵敏度及线性。
五、注意事项:
直流激励电压必须严格限定在土2V,绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。
六、V-X曲线、求灵敏度及线性:
线性：由图可以看出坐标（-2,）到坐标（2,）为线性的线性方程为：V=kX+b ,又知b=,带入坐标得最终方程为:
V=+
灵敏度：K=。
直流激励下霍尔传感器的位移特性实验实验一
《传感器技术原理与应用》实验报告实验一直流激励下霍尔传感器的位移特性实验一、实验目的：掌握霍尔传感器的特性与应用答：霍尔传感器是根据霍尔元件的电磁特性（控制电流与输出之间的关系，霍尔输出与磁场之间的关系）输出电压与控制电流之间呈线性关系，直线的斜率称为控制电流灵敏度。
固定控制电流，元件的开路霍尔输出随磁场的增加呈线性关系。
二、基本原理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HU的霍尔电势，这种现象为霍尔效应。
根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。
假设在N型半导体薄片上通以电流I，则半导体中载流子将沿着和电流相反的方向运动，若在垂直于薄片平面的方向加以磁场B，则在洛伦兹力evBf=L(e为电子电量，v为电子速，B为磁场强度)作用下，电子向一边偏转，并使该边电子形成积累，则在另一边积累正电荷，于是产生电场，该电场使电子继续偏转，当电场作用在电子的力leUf H/E=与洛伦兹力L f相等的时候，电子的积累达到动态平衡。
此时，在薄片两横端面间建立的电场为霍尔电场HE，相应的电势为霍尔电势HU，大小为RU HIB/dH=R--霍尔常数；HI--控制电流；B--磁场强度；d--霍尔元件的厚度；令dK成为霍尔元件的灵敏度)；则K/HRH=(HU HIBKH=。
三、实验结果记录第一组数据第二组数据第三组数据刻度/mm电压/V刻度/mm电压/V刻度/mm电压/V12.15 0.001 12.45 0.007 12.52 -0.00712.65 -0.525 11.95 0.520 13.02 -0.49813.15 -0.953 11.45 1.083 13.52 -0.98813.65 -1.399 10.95 1.668 14.02 -1.47614.15 -1.754 10.45 2.22 14.52 -1.93214.65 -2.00 9.95 2.70 15.02 -2.3415.15 -2.14 9.45 2.94 15.52 -2.6615.65 -2.23 8.95 3.03 16.02 -2.7716.15 -2.28 8.45 3.03 16.52 -2.7816.65 -2.32 8.95 3.04 16.02 -2.8017.15 -2.35 9.45 2.96 15.52 -2.67 17.65 -2.35 9.95 2.76 15.02 -2.36 17.15 -2.35 10.45 2.33 14.52 -1.92 16.65 -2.32 10.95 1.78 14.02 -1.54 16.15 -2.29 11.45 1.151 13.52 -1.058 15.65 -2.33 11.95 0.592 13.02 -0.544 15.15 -2.14 12.45 0.078 12.52 -0.030 14.65 -2.03 12.95 -0.410 12.02 0.501 14.15 -1.825 13.45 -0.895 11.52 1.081 13.65 -1.062 13.95 -1.396 11.02 1.702 13.15 -0.712 14.45 -1.896 10.52 2.31 12.65 -0.299 14.95 -2.33 10.02 2.79 12.15 0.175 15.45 -2.61 9.52 3.05 11.65 0.672 15.95 -2.71 9.02 3.13 11.15 1.154 16.45 -2.75 8.52 3.11 10.65 1.633 15.95 -2.57 9.02 3.08 10.15 2.03 15.45 -2.43 9.52 3.00 9.65 2.36 14.95 -2.17 10.02 2.71 9.15 2.54 14.45 -1.828 10.52 2.28 8.65 2.63 13.95 -1.431 11.02 1.66 8.15 2.73 13.45 -0.960 11.52 1.07 7.65 2.82 12.95 -0.482 12.02 0.506 7.15 2.83 12.45 -0.016 12.52 0.010 6.65 2.846.15 2.846.65 2.907.15 2.877.65 2.618.15 2.608.65 2.669.15 2.839.65 2.9910.15 2.7110.65 2.1711.15 1.50911.65 0.94212.15 0.384四、实验结果分析1.用matlab做三次测量数据的折线图2.使用一条直线对曲线进行拟合，给出拟合公式如图为传感器位移特性曲线，紫色线为用最小二乘法做出的一次拟合直线，拟合直线公式为：y=kx+b (分别在直线上找到两点带入得到公式)即：y=-1.029x+12.4923.根据图形，计算或者指出传感器的测量范围，灵敏度，线性度，重复性。
霍尔式传感器的特性
霍尔式传感器的特性—直流激励一、实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。
二、基本原理：根据霍尔效应，霍尔电势Vh=KhIB，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。
三、所需单元及部件：霍尔片，磁路系统，电桥，差动放大器，F/V表，直流稳压电源，测微头，振动平台，主、副电源。
四、有关旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮置于最小，电压表置20V档，直流稳压电源置2V档主、副电源关闭。
五、实验步骤：（1）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。
霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。
（2）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置最小，关闭主电源，根据图1接线，W1，r为电桥单元的直流电桥平衡网络。
（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
（4）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
（5）上下旋动测微头，记下电压表的读数，建议每0.1mm读一个数，将读数填入表中：X(mm) 7.500 7.600 7.700 7.800V(v) 0.000 0.020 0.039 0.059X(mm) 7.900 8.000 8.100 8.200V(v) 0.079 0.101 0.123 0.164作出V-X曲线指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场与磁场分布有很大差异，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。
（6）实验完毕关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
六、实验结果与分析:V-X曲线如下：由以上曲线看出线性范围为：7.500mm---8.00mm灵敏度：在线性范围内取两点A（7.55,0.010）B（7.95,0.085）灵敏度S=（0.085-0.010）/（7.95-7.55）=0.188V/mm七、实验心得：通过做这个实验，对霍尔传感器有了初步的了解，试着将理论应用与实践中，在实验中加深对理论的理解。
实验八霍尔式传感器直流激励的静态位移性能
实验八 霍尔式传感器直流激励的静态位移性能实验目的：了解霍尔式传感器的工作原理和工作情况。
所需单元和部件：霍尔式传感器、直流稳压电源、差动放大器、电桥、测微器、V/F 表 有关旋钮的初始位置：直流稳压电源输出置于0V 档，V/F 表置于V 表20V 档，差动放 大器增益旋钮置于中间。
注意事项：（1）双平行梁处于（目测）水平位置时，霍耳片应处于环形磁铁（示意图见图24（a ）的中间。
（2 ）直流激励电压不能过大，以免损坏霍耳片。
（3）本实验测出的实际上是磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好， 它的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大。
实验步骤：（1） 观察霍尔式传感器的结构，根据图 24（b ）的电路结构，将霍尔式传感器，直流稳 压电源，电桥，差动放大器，电压表连接起来，组成一个测量线路（这时直流稳 压电源应置于 0V 档，电压表应置于 20V 档）。
（2） 转动测微器，使双平行梁处于（目测）水平位置。
（霍尔片处于磁铁中间）（3） 将直流稳压电源置于 2V 档，调整电桥平衡电位器 W1使电压表指示为零，稳定数 分钟后，将电压表量程置于 2V 档后，再仔细调零。
（4） 左旋测微器，使梁的自由端向上位移 2mm 记下电压表显示的数值。
每次右旋位移 0.5mm 记一个电压数值，将所记数据填入下表，根据所得结果计算灵敏度 S 。
S=A V/ △ X （式 X(mm)V(mv)思考：结合梯度磁场分布，解释为什么霍尔片应处于环形磁铁的中间。
坏形磁铁 -2V电桥平衡囲绻霍傑戎恃感器去渤就大器电压表3）图24运请方简霍尔式传感器交流激励的静态位移性能实验目的：了解霍尔式传感器交流激励下的工作情况。
所需单元和部件：霍尔式传感器、直流稳压电源、差动放大器、电桥、音频振荡器、移相器、相敏检波器、测微器、V/F表、低通滤波器、双踪示波器。
有关旋钮的初始位置：音频振荡器频率为4KH z, LV输出幅度为峰峰值为2V，V/F表置于V表20V档，差动放大器增益旋钮置于中间。
实验三
（实验三）直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验实验目的了解霍尔式传感器原理与应用所需器件及模块5号霍尔式传感器实验模块、直流源±2V或±4V、测微头、0-2V数显单元。
实验步骤1、将霍尔式传感器安装在6号位移测量实验模块上。
2、将5号霍尔式传感器实验模块接上±15V电源。
霍尔元件1、3为电源±2V，2、4为输出。
（见图5-1）K1、K2选择在直流位置。
3、开启电源，调节测微头使磁钢在离霍尔元件10mm处，再调节W3、W4使数显表指示为零。
4、测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，将读数填入下表。
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？实验四（1）被测体材质对电涡流式传感器的特性影响实验实验目的了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。
实验原理涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。
所需器件及模块7号电涡流传感器实验模块、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片、铜和铝的被测体圆盘。
实验步骤1、根据图7-1，将电涡流传感器安装在6号位移测量实验模块上。
2、将电涡流传感器输出线接入7号模块的IN输入接口，作为振荡器的一个元件。
3、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。
4、将实验模板输出端VO2与数显表输入红端V+相接，V-端接地，数显表量程切换开关选择电压20V档。
5、电源接入7号模块的±15V。
6、使测微头与传感器线圈端接触，开启实验台电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。
7、将原铁圆片换成铝或铜圆片。
重复上述步骤，进行被测体为铝圆片和铜圆片时的位移特性测试，分别记入下表。
4、根据表分别计算量程为1mm和2mm时灵敏度和非线性误差（线性度）。
思考题当被测体为非金属材料时，如何利用电涡流传感器进行测试？实验四（2）被测体面积大小对电涡流式传感器的特性影响实验实验目的了解电涡流传感器在实验应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关。
实验四 霍尔式传感器的直流激励特性
实验四霍尔式传感器的直流激励特性
一、实验目的:了解霍尔式传感器的原理与特性。
二、实验原理:霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场
中的霍尔元件组成。
当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件在梯度
磁场中上、下移动，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移
量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、所需部件:霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F/V表、直流稳压电
源、测微头、振动平台、主、副电源。
四、旋钮初始位置:差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置20V档，直流稳压
电源置2V档，主、副电源关闭。
五、实验步骤:
(1) 了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上
霍尔片的符号。
霍尔片安装在实验仪的振动圆盘上，两个半圆永久
磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。
(2) 开启主、副电源将差动放大器调零后，增益最小，关闭主电源，根
据图5接线，W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。
图5
(3) 装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下
正中位置。
(4) 开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
(5) 上下旋动测微头，记下电压表的读数，建议每0.5mm读一个数，将
置于初始位置。
实验 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验
实验 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验传感器的种类繁多，传感器技术是一门分散型技术.又是一门知识密集性技术。
它涉及物理、化学、生物、材料、电子学等几乎所有的科学技术。
一、实验目的：1、掌握霍尔传感器工作原理与应用；2、通过静态位移量输入了解霍尔传感器工作特性。
二、实验仪器：霍尔传感器模块（THSRZ-1型）或（DH-CG2000型）、霍尔传感器、测微头、直流电源、数显电压表。
三、实验原理：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。
1、霍耳元件置于磁感应强度为B 的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I ，则与这二者垂直的方向上将产生霍耳电势差UH 。
B I K U H ⋅⋅= （1）（1）式中K 为元件的霍耳灵敏度。
如果保持霍耳元件的电流I 不变，而使其在一个均匀梯度的磁场中移动时，则输出的霍耳电势差变化量为：Z dZdBI K U H ∆⋅⋅⋅=∆（2）（2）式中Z ∆为位移量，此式说明若dZ dB为常数时，H U ∆与Z ∆成正比。
为实现均匀梯度的磁场，可以如图1所示两块相同的磁铁（磁铁截面积及表面磁感应强度相同）相对放置，即N 极与N 极相对，两磁铁之间留一等间距间隙，霍耳元件平行于磁铁放在该间隙的中轴上。
间隙大小图 1要根据测量范围和测量灵敏度要求而定，间隙越小，磁场梯度就越大，灵敏度就越高。
磁铁截面要远大于霍耳元件，以尽可能的减小边缘效应影响，提高测量精确度。
若磁铁间隙内中心截面处的磁感应强度为零，霍耳元件处于该处时，输出的霍耳电势差应该为零。
霍尔传感器实验数据
1．直流激励时霍尔传感器的位移特性实验数据
表1 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验数据记录
2．交流激励时霍尔传感器的位移特性实验数据
表2 交流激励时霍尔传感器的位移特性实验数据记录
1.直流激励时霍尔传感器的位移特性实验
图1 直流激励时霍尔传感器的位移特性曲线
经观察，我们可以发现曲线可分为3部分，中间、左下和右上，下面对3部分分别进行拟合：
对曲线中间部分进行拟合
图2 直流激励时的位移特性曲线中间部分拟合曲线
对曲线左下部分进行拟合
图3 直流激励时的位移特性曲线左下部分拟合曲线
表5 直流激励时霍尔传感器的位移特性曲线右上部分数据
对曲线右上部分进行拟合
图4 直流激励时的位移特性曲线右上部分拟合曲线
2.交流激励时霍尔传感器的位移特性实验
图5 交流激励时霍尔传感器的位移特性曲线
下面分3段进行拟合，首先对中间段拟合，数据如下
表6 交流激励时霍尔传感器的位移特性曲线中间部分数据
拟合图如下： 图6 交流激励时的位移特性曲线中间部分拟合曲线
对左下段进行拟合，数据如下：
图7 交流激励时的位移特性曲线左下部分拟合曲线对右上段进行拟合，数据如下：
拟合图如下：
图8 交流激励时的位移特性曲线右上部分拟合曲线。
实验二 霍尔式传感器的直流激励特性
实验二霍尔式传感器的直流激励特性一、实验目的：了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会霍尔式传感器做静态位移测试。
二、实验原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成.当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出.霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时,输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。
三、实验所需部件：直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。
四、实验步骤：1．按图（17）接线，装上测微头，调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置.开启电源，调解微测头和电桥W D,使输出差放为零。
上、下移动振动台，使差放正负电压输出对称.2．上、下移动测微头各3。
5mm,每变化0.5mm读取相应的电压值.并记入下表，作出V—X曲线,求出灵敏度及线性.X(mm)（-）0 -0.500 —1.000 —1.500 —2。
000 —2。
500 —3.000 -3.500V 0.01 2。
80 5。
28 7.66 9。
93 10.21 10。
22 10.22X（mm)(+) 0。
500 1。
000 1.500 2.000 2.500 3。
000 3.500V —2。
33 —4。
82 —7。
19 —9。
93 —10。
80 —11.13 —11.13五、注意事项：直流激励电压必须严格限定在±2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。
六、V—X曲线、求灵敏度及线性：线性：由图可以看出坐标（—2，10.10）到坐标（2，-10。
00）为线性的线性方程为:V=kX+b , 又知b=0.01，带入坐标得最终方程为:V=-5.025X+0。
01灵敏度：K=—5。
025。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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：
X （mm ） 7.0
7.5 8.0 7 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 V （mV ） 172 136 106 79 53 27 0 -28 -59 -92 -124 -151 -165
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。