【正文】 場中的位移也是 X， 這樣，霍爾電勢 Uh 與被測壓力 P之間的關(guān)系就可表示為 Uh＝ KhIB＝ KhIKbKpP＝ KP， 式中 KhIKbKp＝ K— 霍爾式壓力傳感器的輸出靈敏度，具體內(nèi)部原理及磁場B與位移 X的關(guān)系 分別 如 （ 圖 、圖 ） 所示 。 2) 一般鍺元件的最大允許溫升 Δ Tm80℃，硅元件的 Δ Tm175℃。 霍爾 電勢可用公式（ ）表示 NNSS環(huán) 形 磁 鐵霍 爾 元 件霍 爾 元 件 運 動 方 向圖 霍爾效應原理圖 16 1）霍爾電壓 Uh與材料的性質(zhì)有關(guān) n 愈大， Kh 愈小，霍爾靈敏度愈低； n 愈小， Kh 愈大，但 n 太小，需施加極高的電壓才能產(chǎn)生很小的電流。 特點：結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達 1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。按電橋的測量方式可分為平衡電橋和非平衡電橋。 6. 按圖 1接線，開啟主副電源，調(diào) W1電位繼使系統(tǒng)電壓輸出為零。 圖 霍爾傳感器實物圖 圖 差動放大器單元 10 最終方案的確定 經(jīng)過上述的思考與論證，決定設計的最終方案如下： 1. 稱重傳感器選霍爾式傳感器； 2. 電源部分、電橋平衡網(wǎng)絡、差動放大 器、電壓表均按要求采用 CSY 傳感器實驗儀上相應的單元。在任一載荷下，傳感器的輸出電壓 =所加載荷供橋電壓輸出靈敏度 /額定載荷。它的工作原理是利用壓磁效應，將被稱重量的變化變換成傳感器導磁體的導磁率變化并輸出電信號。 傳感器量程的選擇是依據(jù)秤的最大秤量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定傳感器的量程。此信號由放大電路進行放大，直接進入 F/V 表，可讀出電壓表示數(shù)，進而確定電壓表示數(shù)與被測量物體重量的關(guān)系。 此次設計中主要利用霍爾式傳感器的直流激勵特性設計電子秤，在設計中主要 了解霍爾式傳感器的原理與特性、霍爾式傳感器在靜態(tài)測量中的應用 。這部分習慣上稱載荷測量裝置或二次儀表。這是由于電子衡器不僅能給出質(zhì)量或重量信號，而且也能作為總系統(tǒng)中的一個單元承擔著控制和檢驗功能，從而推進工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動化和合理化。因此，一種能夠在未來更方便、更準確的 普及型電子秤的發(fā)展受到人們的重視，設計一種重量輕、計量準確、 讀數(shù) 直觀的民用電子秤迫在眉睫。桿式秤和彈簧 秤等計量器械將逐漸被淘汰。特別是近 30 年以來，工藝流程中的現(xiàn)場稱重、配料定量稱重、以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測等工作，都離不開能輸出電信號的電子衡器。 3. 測量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測量裝置 ； 即處理稱重傳感器信號 的電子線路（包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補嘗元件、保護線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。 4 第二章 電子秤設計 目的意義 及設計任務與要求 電子秤 設計目的 意義 本次設計旨在讓學生在熟悉掌握《傳感器技術(shù)》的基礎(chǔ)上，通過設計電子秤進一步加深對傳感器技術(shù)的了解；并熟練掌握 CSY 傳感器試驗儀的操作方法；在不斷的創(chuàng)新嘗試中了解比較設計電子秤的四種基本方法：交流全橋、差動變壓器（互感式）、電渦流傳感器、霍爾傳感器。 工作原理 ： 當被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－電效應，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系 (一般成正比關(guān)系 )的電信號 (電壓或電流等 )。一般來說，秤體有幾圖 電橋平衡網(wǎng)絡 7 個支撐點就選用幾只傳 感器，但是對于一些特殊的秤體，如電子吊秤，就只能采用一個傳感器，一些機電結(jié)合秤就應根據(jù)實際情況來確定選用傳感器的個數(shù)。 3. 壓磁式稱重傳感器：也稱磁彈性傳感器，它是一種力 —— 電轉(zhuǎn)換的無源傳感器。 稱重傳感器的主要性能指標： 1. 傳感器的輸出靈敏度 傳感器在額定載荷作用下，供橋電壓為 1V 時的輸出電壓，單位為（ mV/V）。 F/V表的選擇 此 F/V 表是顯示差動放大器輸出的電壓值，可直接用實驗儀上的數(shù)字式電壓/頻率表即（ F/V 表）： 3 位半顯示，電壓范圍 02V， 020V，頻率范圍 3Hz2KHz、10Hz20KHz，靈敏度≥ 50mV,如圖 所示 。 5. 調(diào)節(jié)測微頭脫離平臺并遠離振動臺。直流穩(wěn)壓電源有如下特點： 1. 輸出電壓值能在額定輸出電壓值以下任意設定和正常工作； 2. 輸出電流的穩(wěn)流值能在額定輸出電流值以下任意設定和正常工作； 3. 直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓與穩(wěn)流狀態(tài)能夠自動轉(zhuǎn)換并有相應的狀態(tài)指示； 20 40 60 80 100 120 140 160 W（ g） 40 80 120 160 200 240 280 320 V（ mv） 圖 VW曲線 0 14 4. 對于輸出的電壓值和電流值 要求精確的現(xiàn)實和識別； 5. 對于輸出電壓和電流值有精確要求的直流穩(wěn)壓電源，一般要用多圈電位器和電壓電流微調(diào)電位器，或者直接數(shù)字輸 入； 6. 要有完善的保護電路，直流穩(wěn)壓電源在輸出端發(fā)生短路及異常工作狀態(tài)時不應損壞，在異常情況消除后能立即正常工作； 電橋平衡網(wǎng)絡簡介 電橋電路是最常用的非電量電測量電路中的一種，其中 直流電橋是一種精密的電阻測量儀器，具有重要的應用價值?；魻柶骷曰魻栃獮槠涔ぷ骰A(chǔ)。這時建立的電場稱為霍爾電場，霍爾效應原理圖如圖 所示 。在相同的磁感應強度下， Ic 值較大則可獲得較大的霍爾輸出，霍爾元件限制 Ic的主要因素是散熱條件。 圖 霍爾傳感器等效電路 18 霍爾傳感器電磁特性 霍爾式壓力傳感器由兩部分組成：一部分 是彈性敏感元件的波登管用以感受壓力 P，并將 P 轉(zhuǎn)換為彈性元件的位移量 X，即 X＝ KpP，其中系數(shù) Kp 為常數(shù)。 圖 CSY傳感器實驗儀 具體調(diào)試步驟如下： 1. 連接好線路后，開啟主副電源，調(diào) W1 電位 繼使系統(tǒng)電壓輸出為零。 2. 當稱 量太輕的物體時可先秤它與砝碼一起的重量，后減去砝碼的重量。