实验：磁电式传感器

实验五：磁电式传感器
一、实验目的：
1．掌握磁电式传感器的原理。
2．熟悉霍尔式传感器的外形和特性。
3．掌握磁电式传感器的测量电路的构成和原理。
二、实验原理：
磁电式传感器是一种能将非电量的变化转为感应电动势的传感器，所以也称为感应式传感器。根据电磁感应定律，ω匝线圈中的感应电动势e的大小取决于穿过线圈的磁通ϕ的变化率：霍尔式传感器是一种磁电传感器，它利用材料的霍尔效应而制成。该传感器是由工作在两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于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．了解霍尔传感器的结构和在实验仪上的位置，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，两个半圆形永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组成霍尔式传感器。
2．差动放大器调零。之后关闭电源，放大器增益调到最小，按图7接线。
3．装好测微头，调节它带动振动台位移，使霍尔片置于半圆形磁钢上下正中位置。打开电源，调节WD或微调测微头使电压表示数为0。

霍尔传感器实验电路图

4．以此为起点，向上和向下位移测微头，每次0.5mm，记录输出数据，分别填入表1、表2中。
表1 测微头上升过程测试结果

根据表中所测数据计算灵敏度S，S＝△V／△X，并在同一坐标图上做出V－X关系曲线。
五、注意事项：
1．实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。
2．接插线插入插孔，以保证接触良好，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。
3．稳压电源不要对地短路。所有单元电路的地均须与电源地相连。
4．一旦调整好，测量过程中不能移动磁路系统。
5．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。
六、思考：
1．在测量数据时，测微头向上和向下移动时，电路的输出有何不同？输入输出关系曲线是否重合？为什么？
2．在调节好位置后，为什么不能再移动磁路系统？