最新基于霍爾式傳感器的電子秤課程設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-24 22:56本頁面
【正文】 的電極（簡稱控制電極）間的電阻值，Ro是指霍爾元件的霍爾電勢輸出電極（簡稱霍爾電極）間的電阻，單位為Ω。 霍爾傳感器等效電路2. 額定控制電流Ic和最大控制電流Icm1) 霍爾元件在空氣中產(chǎn)生10℃的溫升時(shí)所施加的控制電流稱為額定控制電流Ic。在相同的磁感應(yīng)強(qiáng)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。2) 一般鍺元件的最大允許溫升ΔTm80℃，硅元件的ΔTm175℃。當(dāng)霍爾元件的溫升達(dá)到ΔTm時(shí)的Ic就是最大控制電流Icm 。3. 不等位電勢Uh1) 在額定控制電流Ic之下，不加磁B＝0時(shí)，霍爾電極間的空載霍爾電勢Uh≠0，稱為不平衡(不等位)電勢，單位為mV。一般要求霍爾元件的Uh1mV。2) 不平衡電勢Uh是主要的零位誤差。因?yàn)樵诠に嚿想y以保證霍爾元件兩側(cè)的電極焊接在同一等電位面上。，當(dāng)控制電流I流過時(shí)，即使未加外磁場，A、B兩電極此時(shí)仍存在電位差，此電位差被稱為不等位電勢（不平衡電勢）Uh。 不平衡電勢Uh產(chǎn)生原理圖 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)。另一部分是霍爾元件和磁系統(tǒng)，磁系統(tǒng)形成一個(gè)均勻梯度磁場，如右圖所示，在其工作范圍內(nèi)，B＝KbX，其中斜率Kb為常數(shù)；霍爾元件固定在彈性元件上，因此霍爾元件在均勻梯度磁場中的位移也是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（、）所示?；魻栐? N S2X S N 霍爾式壓力傳感器內(nèi)部原理BXX 磁場B與位移X關(guān)系 霍爾傳感器的基本驅(qū)動(dòng)電路 。 霍爾元件基本驅(qū)動(dòng)電路。 恒流驅(qū)動(dòng) 恒壓驅(qū)動(dòng) 霍爾元件兩種驅(qū)動(dòng)電路在此次設(shè)計(jì)中，當(dāng)霍爾傳感器通過恒定電流，將重物放在振動(dòng)平臺(tái)正中央時(shí)，使得霍爾傳感器在梯度磁場中上下移動(dòng)，輸出的霍爾電勢V取決于其在磁場中的位移量X，霍爾電勢經(jīng)放大后與被測重物的重量呈一定的線性關(guān)系。 差動(dòng)放大器簡介 我們上學(xué)期剛學(xué)過《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，了解到差動(dòng)放大器的作用是放大差模信號(hào)，抑制共模信號(hào)，在本次設(shè)計(jì)中由于產(chǎn)生的霍爾電勢很小，為減小誤差，故用差動(dòng)放大器將其放大后顯示到電壓表上。 F/V表簡介由于此次設(shè)計(jì)是在CSY傳感器實(shí)驗(yàn)儀上進(jìn)行，故直接用F/V表顯示放大后的霍爾電勢，這是與用單片機(jī)編程方式制作電子秤不相同的一點(diǎn)。第五章 電子秤調(diào)試及使用說明 電子秤調(diào)試 若之前學(xué)過單片機(jī)的有關(guān)知識(shí)，則可以通過單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)電子秤軟件設(shè)計(jì)，即可以做仿真實(shí)驗(yàn)，但由于大三上學(xué)期尚未對(duì)單片機(jī)編程有充分了解，故此次電子秤調(diào)試需在CSY傳感器實(shí)驗(yàn)儀上進(jìn)行，CSY傳感器實(shí)驗(yàn)儀主要由四部分組成：傳感器安裝臺(tái)、顯示與激勵(lì)源、傳感器符號(hào)及引線單元、處理電路單元。 CSY傳感器實(shí)驗(yàn)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. 在稱重平臺(tái)上放上砝碼，觀察電壓表示數(shù)，求出其靈敏度。3. 根據(jù)線性起點(diǎn)移走平臺(tái)上放的多余稱重砝碼，記下此刻的表頭讀數(shù)，再在平臺(tái)上放一個(gè)未知重量之物，記下表頭讀數(shù)。根據(jù)線性區(qū)的靈敏度S可求得此物體重量。需要指出的是在每次稱量物體之前都需用電位繼W1將電壓表調(diào)零，目的是補(bǔ)償不等位電勢，零位穩(wěn)定是影響電子秤精度非常重要的因素，因受溫度或其它因素影響將引起零位不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象稱為零漂。由于零漂的影響，零輸入信號(hào)時(shí)，輸出可能不為零，為消除這個(gè)零位漂移值，采用零位補(bǔ)償技術(shù)，通常采用橋路補(bǔ)償法即在霍爾輸出電極上串入一個(gè)溫度補(bǔ)償電橋，電橋四臂均為等值錳銅電阻，其中一臂并聯(lián)熱敏電阻。另外，若稱量物體時(shí)電壓表示數(shù)不穩(wěn)定，可能是線路連接問題或?qū)Ь€問題，若這幾方面都無問題但電壓表示數(shù)仍然不是很穩(wěn)，則應(yīng)讀取其中間值。 使用說明1. 每次稱物體前需用電位繼W1將電壓表調(diào)零。2. 當(dāng)稱量太輕的物體時(shí)可先秤它與砝碼一起的重量，后減去砝碼的重量。3. 磁路系統(tǒng)的氣隙較大，應(yīng)使霍爾片盡量靠近極靴，以提高靈敏度。4. 一旦調(diào)整好后，測量過程中不能移動(dòng)磁路系統(tǒng)。5. 激勵(lì)電壓絕對(duì)不能超過2V，以免損壞霍爾片。6. 霍爾片輸入輸出信號(hào)千萬不能接錯(cuò)，否則將燒毀霍爾片輸出端。7. 差動(dòng)放大器增益調(diào)至最小位置調(diào)零后，不再改變調(diào)零電位繼的位置。8. 此霍爾傳感器的線性范圍較小，所以砝碼和重物不應(yīng)太重。9. 砝碼與重物應(yīng)置于振動(dòng)平臺(tái)的中間位置。22
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