【正文】 霍爾傳感器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)十七，動(dòng)手組織。實(shí)驗(yàn)十九 霍爾式位移傳感器的應(yīng)用―電子秤實(shí)驗(yàn)（注：如您的霍爾位移傳感器無(wú)活動(dòng)桿，即為非接觸式，請(qǐng)按最后附錄實(shí)驗(yàn)進(jìn)行） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅饔糜诜Q重的原理。 二、基本原理：當(dāng)振動(dòng)臺(tái)加載時(shí)懸臂梁會(huì)產(chǎn)生一相應(yīng)的位移量，通過(guò)霍爾式位移傳感器測(cè)量位移可將重量轉(zhuǎn)換成電壓。 三、需用器件與單元：霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒄駝?dòng)臺(tái)、直流電源、砝碼、數(shù)顯單元。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 傳感器安裝參照實(shí)驗(yàn)十三圖（25），線路接法參照實(shí)驗(yàn)十六圖（42）。 在霍爾實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳霞由现绷麟妷?77。4Ｖ和177。15Ｖ，電壓表量程置 2Ｖ檔 。 利用實(shí)驗(yàn)十六的結(jié)果（VX曲線）當(dāng)振動(dòng)臺(tái)無(wú)重物時(shí)，調(diào)節(jié)傳感器高度活動(dòng)桿在位移線性段的起點(diǎn)，調(diào)RW2使數(shù)顯表指示為零，用手按壓振動(dòng)臺(tái)，傳感器活動(dòng)桿不應(yīng)有卡住現(xiàn)象，否則需重新調(diào)整傳感器的安裝位置。 在振動(dòng)臺(tái)面上分別加砝碼：20g、40g、60g、80g、100g，讀出數(shù)顯表指示的相應(yīng)值，依次填入表43。表43 輸出電壓和重量的關(guān)系重量（g）電壓（mv） 根據(jù)表43計(jì)算該稱重系統(tǒng)的靈敏度S及非線性誤差δ。 放上未知重物，讀出數(shù)顯表顯示的電壓值。 計(jì)算出未知重物大約為 g。 注：因傳感器活動(dòng)桿存在一定的摩擦力，同時(shí)振動(dòng)梁又是一個(gè)簡(jiǎn)易彈性體，它的非線性形變較大。所以該實(shí)驗(yàn)精度誤差較大，只做為原理性演示。 五、思考題： 該電子稱重系統(tǒng)所加重量受到什么限制？ 試分析本稱重系統(tǒng)的誤差。實(shí)驗(yàn)二十 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻栟D(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。 二、基本原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UH=KHIB， 當(dāng)KHI不變時(shí)，在轉(zhuǎn)速圓盤上裝上Ｎ只磁性體，并在磁鋼上方安裝一霍爾元件。圓盤每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)霍爾元件表面的磁場(chǎng)B從無(wú)到有就變化N次，霍爾電勢(shì)也相應(yīng)變化N次，此電勢(shì)通過(guò)放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測(cè)量被測(cè)旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速。 三、需用器件與單元：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)源。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 根據(jù)圖44，將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于轉(zhuǎn)動(dòng)源的傳感器調(diào)節(jié)支架上，探頭對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤內(nèi)的磁鋼。圖 44 霍爾、光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖將主控箱上的+5V直流電源加于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的電源輸入端，紅（＋）、綠（⊥），不要接錯(cuò)。將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出端（黃線）插入數(shù)顯單元fin端，轉(zhuǎn)速/頻率表置轉(zhuǎn)速檔。將主控臺(tái)上的+2V—+24V可調(diào)直流電源接入轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的+2V—+24V輸入插口。調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速電位器使轉(zhuǎn)速變化，觀察數(shù)顯表指示的變化。 五、思考題： 利用霍爾元件測(cè)轉(zhuǎn)速，在測(cè)量上是否有限制？ 本實(shí)驗(yàn)裝置上用了十二只磁鋼，能否只用一只磁鋼？附加實(shí)驗(yàn)一 移相器實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺\(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路和的原理及工作情況，為交流電橋?qū)嶒?yàn)做準(zhǔn)備。二、實(shí)驗(yàn)原理：圖A1為移相器電路原理圖。圖 A1 移相器電路原理 A1與CR2組成有源微分網(wǎng)絡(luò)，A2與RWC2組成有源積分網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)端輸入正弦交流信號(hào)時(shí)，A1輸出一超前相位信號(hào)，A2輸出一滯后相位的信號(hào)，通過(guò)調(diào)節(jié)RW1可使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位發(fā)生變化。三、所需單元及部件： 移相/檢波/低通模塊、音頻振蕩器、雙線（雙蹤）示波器。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）了解移相器的電路原理。 圖A2 （2）如圖A2接線，將音頻振蕩器的信號(hào)引入移相器的輸入端（音頻信號(hào)從0176。、180176。插口輸出均可）。音頻振蕩器頻率置5KHz，幅度置Vpp=5V。 （3）將示波器的兩根線分別接到移相的輸入和輸出端，調(diào)整示波器，觀察示波器的波形。 （4）調(diào)節(jié)移相器上的電位器，觀察兩個(gè)波形間相位的變化。 （5）改變音頻振蕩器的頻率，觀察不同頻率時(shí)的最大移相范圍。 五、問題 （1）根據(jù)電路原理圖，分析本移相器的工作原理，并解釋所觀察到的現(xiàn)象。 （2）如果將雙蹤示波器改為單蹤示波器，兩路信號(hào)分別從Y軸和X軸送入，根據(jù)李沙育圖形是否可完成此實(shí)驗(yàn)？ 注意事項(xiàng)：本儀器中音頻信號(hào)是由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，所以通過(guò)移相器后波形局部有些畸變，這不是儀器故障，不影響實(shí)驗(yàn)效果。 正確選擇示波器中的“觸發(fā)”形式，以保證雙蹤示波器能看到波形的變化。附加實(shí)驗(yàn)二 相敏檢波器實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庀嗝繖z波器的原理和工作情況,為交流全橋?qū)嶒?yàn)做準(zhǔn)備。 二、實(shí)驗(yàn)原理：相敏檢波電路如圖（B1）：①輸入信號(hào)端，②為交流參考電壓輸入端,③為輸出端，④為直流參考電壓輸入，⑤、⑥為信號(hào)監(jiān)測(cè)端。圖B1 相敏檢波器的電路原理當(dāng)②或④端輸入控制電壓信號(hào)時(shí)，通過(guò)開環(huán)放大器的作用使場(chǎng)效應(yīng)晶體管處于開關(guān)狀態(tài)。從而把①端輸入的正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換與控制信號(hào)有關(guān)的檢波信號(hào)。三、所需單元和部件：相敏檢波器、移相器、音頻振蕩器、雙蹤示波器、直流穩(wěn)壓電源、低通濾波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟： （1）了解相敏檢波器的電路原理。 （2）根據(jù)圖B2的電路接線，將音頻振蕩器的信號(hào)0176。輸出端輸出至相敏檢波器輸入端①，把直流穩(wěn)壓電源＋2V（2V）輸出接至相敏檢波器的參考輸入端④把示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端①和輸出端③組成一個(gè)測(cè)量線路。 圖 B2 實(shí)驗(yàn)電路接線圖 （3）調(diào)整好示波器，開啟主控箱電源，音頻振動(dòng)器頻率置4KHz，調(diào)整音頻振蕩器的幅度旋鈕，使示波器顯示電壓VPP=4V，觀察輸入和輸出波形的相位和幅度值關(guān)系。 （4）改變參考電壓的極性（2V），觀察輸入和輸出波形的相位和幅值關(guān)系。由此可得出結(jié)論，當(dāng)參考電壓為正時(shí)，輸入和輸出同相，當(dāng)參考電壓為負(fù)時(shí)，輸入和輸出相反。 （5）關(guān)閉電源，根據(jù)圖B3重新接線，將音頻振蕩器信號(hào)從0176。輸出端接至相敏檢波器的輸入端①，并同時(shí)接入相敏檢波器的參考輸入端②，把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端①和輸出端③，將相敏檢波器輸出端③同時(shí)與低通濾波器的輸入端連接起來(lái)，將低通濾波器的輸出端與直流電壓表連接起來(lái)，組成一個(gè)測(cè)量線路（電壓表置20V檔）。 （6）開啟主控箱電源，音頻振蕩器頻率置4KHz，調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度（Vpp），同時(shí)記錄電壓表的讀數(shù)V0，填入表（B3）。 圖 B3 實(shí)驗(yàn)電路接線圖表B3：用示波器比較：相敏檢波器①、③端的波形，分析當(dāng)輸入信號(hào)①與參考信號(hào)②同相時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生上面的波形。 （7）關(guān)閉電源，根據(jù)圖B4的電路重新接線，將音頻振蕩器的信號(hào)從0176。端輸出至相敏檢波器的輸入端①，180176。端輸出接至移相器的輸入端，把移相器輸出端接至相敏檢波器的參考輸入端②,把示波器的兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端①和輸出端③同時(shí)與低通濾波器輸入端連接起來(lái)，將低通濾波器輸出端與直流電壓表連接起來(lái)，組成一測(cè)量線路。 圖 B4 實(shí)驗(yàn)電路接線圖 （8）開啟電源，轉(zhuǎn)動(dòng)移相器上的移相電位器，比較示波器的兩個(gè)通道的顯示波形及電壓表的讀數(shù)V0（9）調(diào)整音頻振蕩器的輸出幅度（Vpp），同時(shí)記錄電壓表的讀數(shù)V0，填入表（B4）。表B4 （10）分析一下，當(dāng)相敏檢波器的輸入信號(hào)與參考端信號(hào)相位不同時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生上面的波形。五、思考： （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以知道相敏檢波器的作用是什么？移相器在實(shí)驗(yàn)線路中的作用是什么？ （2）在完成第⑥步驟后，將示波器兩根輸入線分別接至相敏檢波器的輸入端①和附加觀察端⑤和⑥，分別觀察⑥、⑤端波形來(lái)回答相敏檢波器中的整形電路是起什么作用？信號(hào)相位如何？ （3）電壓表的讀數(shù)什么時(shí)候達(dá)到最大值。