实验3集成霍尔传感器和简谐振动.doc

《实验3集成霍尔传感器和简谐振动.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验3集成霍尔传感器和简谐振动 90年代以来，集成霍尔传感器技术得到了迅猛发展，在工业、交通、无线电等领域的自动控制中，此类传感器得到了广泛的应用。如磁感应强度的测量、位移测量、周期和转速的测量，还有液位控制、流量测量、产品计数、车辆行程计量、角度测量等。【实验目的】1.学习集成开关型传感器的特性，并用该传感器测量弹簧振子的振动周期。2.学习用新型焦利秤测量弹簧的倔强系数的方法。3.进一步掌握简谐振动的规律。【实验原理】1.焦利秤法测量弹簧的倔强系数由胡克定律可以知道，在弹性限度内，弹簧的形变量和外力成正比，即：(1)若改变弹簧下悬挂的砝码盘中的砝码质量，并测得相应的形变量，即可由

2、式(1)求出该弹簧的倔强系数。(2)式中为砝码盘的质量。2.测量弹簧振子的振动周期，求弹簧的倔强系数在弹性限度内，将弹簧拉长某一个距离后松开，则弹簧将作简谐振动，其周期为：(4)若弹簧的质量不能忽略，则(4)式修正为：(5)式(5)中为所加砝码的质量，为砝码盘的质量，为弹簧质量，为弹簧有效质量。若用秒表测出弹簧的振动周期，用天平测出弹簧和砝码盘的质量，则由(5)式可求出弹簧的倔强系数。【实验仪器】集成霍尔传感器和简谐振动装置、天平、秒表集成开关型传感器的工作原理如图1所示，集成开关是由稳压器A、硅片B、差分放大器C、施密特触发器D、和OC门输出五个基本部分组成。1、2、3代表集成开

3、关的三个引出端点。在输入端1输入电压，经由稳压器A稳压后加在硅片B的两端。当硅片处在磁场中时，根据效应，硅片B会输出一个电势差，该电势差经由放大器C后送至施密特触发器D整形，使其成为方波输送到OC门输出，当磁钢移近达到临界距离(本实验中为9mm)时，硅片所处的磁场达到“工作点BOP”时，触发器输出高电压(相对于地电位)，使三极管导通，此时，OC门输出端输出低电压。通常称这种状态为“开”；反之，当磁钢远离超过临界距离后，三极管截止，使OC门输出高电压，这是称其状态为“关”，这样两次电压转换，使开关完成了一次开关动作。图1集成开关结构【实验内容】1.焦利秤法测量弹簧的倔强系数(1)调

4、节焦利秤装置底脚螺丝，使立柱垂直。(2)将弹簧固定在焦利秤上部悬臂上，使挂于弹簧下的砝码盘的尖针靠拢游标尺上的小镜。(3)在砝码盘中加上20克砝码，弹簧伸长，调节立柱旁的游标高度，使小镜上刻线对准尖针下端。(4)在两线一点——小平面镜上的刻线和它的镜像、尖针顶点——重合时，记录标尺读数。(5)依次从盘中取出2克砝码，记下相应的游标尺读数。(6)测量6组数据，用作图法或者逐差法处理数据。2.测量弹簧振子的振动周期，求弹簧的倔强系数(1)用电子秒表测出弹簧振子的振动50次的时间，则弹簧振子的周期为(6)联立式(5)既可求得弹簧的倔强系数(式(5)中)。(2)也可以测出多组(，)，由于(

5、7)则(8)由图解法可以获得弹簧的倔强系数、弹簧的质量。3.用集成开关测量弹簧的振动周期，求弹簧的倔强系数实验中，将集成开关的三个引脚分别与电源和周期测试仪相接，将钕铁硼磁钢粘在20g砝码下端，使S极面朝下。把集成开关感应面对准S极，其间距为1.5cm左右。轻轻拉动弹簧使其振动，使振动方向在磁钢与集成开关的轴心连线方向上。当硅片距离磁钢小于临界距离时，集成开关所处的磁场达到工作点BOP，开关导通。记录振动50次的时间，同理可求得弹簧的倔强系数。