传感器技术与应用+许磊+电子资源 52霍尔元件信号处理电路搭建-项目实施任务书.doc

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1、项目实施任务书霍尔元件信号处理电路搭建任务描述某公司的产品研发部准备设计一套通过检测智能家居中所有家电设备的电源线电流来监测家电设备的开停状态的霍尔电流传感器。通过仔细分析霍尔元件的测量和补偿电路，以及对霍尔元件测量信号的线性化处理，工程师认为本产品的调理电路适合采用一种非线性校正函数运算电路。请在该工程师的研究基础上，用仿真软件对霍尔元件信号处理电路进行仿真，确保各电子元器件参数的正确选定。1、任务内容要求：分析理解图6.15霍尔元件测量信号的非线性校正的函数运算电路，用Multisim软件进行仿真，仿真要求如下：（1）用电压信号源代替霍尔元件产生的信号，信号源的设置如图6.23所示。图6

2、.23电压信号源参数设置（2）校正非线性曲线，取5个校正支路；设定每个校正支路的上升斜率。ρ1=ρ2=ρ3=ρ4=ρ5=（3）确定R10的阻值和反馈电阻Rf的阻值。（4）二极管的导通电压Vd=0.7 V，计算出各校正支路上的电阻值。R10=RF=R11=Rb1=R12=Rb2=R13=Rb3=R14=Rb4=（5）各参数值确定好后，绘制出电路图如图6.20所示；然后进行仿真，观察示波器中的波形图，对比输入电压和输出电压的线性度。2、任务开展要求：（1）分组讨论完成，每组3～5人；（2）所需资料自行收集。3、任务提交资料：（1）任务计划报告：包括但不限于任务目标、任务内容、分工计划（包括分工理

3、由）；（2）霍尔元件信号处理电路分析报告：包括但不限于【任务内容要求（1）～（55】中的内容（附电路仿真源码）；（3）霍尔元件信号处理电路分析汇报PPT；（4）能证明每个组员参与本任务的实证资料（参与任务的相关工作内容记录、图片、音视频等）。4、任务目标：通过本次任务，要求学员能：（1）霍尔元件补偿电路。（2）霍尔元件测量信号的非线性校正的函数运算电路的原理。（3）仿真分析非线性校正的函数运算电路。（4）调试非线性校正函数运算电路的上升斜率。（5）报告编写规范性（6）口头表达的逻辑性与层次感（7）组内分工合理性（8）经验总结情况（9）工作作风评价任务资讯1、霍尔元件的测量电路2、霍尔元件的温

4、度补偿电路3、非线性校正函数运算电路4、Multisim仿真软件的基本使用任务准备一、霍尔元件信号处理电路仿真前准备理解非线性校正函数运算电路；熟悉电路仿真软件Multisim的基本使用方法。二、仪表与工具在该任务实施过程中需要具备的工具：（1）仪表：无。（2）工具：装配有Multisim电路仿真软件的电脑。（3）提交文档：任务计划报告；霍尔元件信号处理电路分析报告；霍尔元件信号处理电路分析汇报PPT；能证明每个组员参与本任务的实证资料。三、教学材料（1）教材：《传感器技术与应用》（2）教学资源：电子教材、教学课件、文献资源等5霍尔元件信号处理电路仿真分析步骤一．模拟非线性信号源设置下面对该

5、非线性校正函数的运算电路用Multisim进行仿真。以电压信号源模拟霍尔元件输出的信号，（如图6.17所示），设置后生成的非线性曲线如图6.18、图6.19所示：图6.17利用电压信号源模拟霍尔元件输出信号图6.18电压信号源的设置图6.19设置后生成的非线性曲线仿真图二．非线性校正函数运算电路参数设置校正非线性曲线，取4个校正支路，如图6.20所示。设每个校正支路的斜率分别用ρ1=1、ρ2=2、ρ3=3和ρ4=4，由此可以先确定R10的电阻：R10=10 KΩ；再确定反馈电阻：；依次可以确定各校正支路电阻：；；；分别取Ui1=1 V、Ui2=1.5 V、Ui3=2 V为校正曲线各转折点的电

6、压值；二极管的导通电压VD=0.7 V。由此可得D1、D2、D3各支路的偏置电阻：；5；；三、multisim仿真分析处理当各参数值确定好，利用Multisim进行仿真，如图6.20所示。图6.20非线性校正运算电路仿真图用电压信号源来模拟霍尔元件信号，仿真示波器来观察输入和输出的电压信号，图6.39中U1为反相跟随器，使输出电压的相位与输入电压的相位相同。仿真后，观察仿真示波器图形（如图6.21、图6.22所示）。图6.21示波器读取的仿真信号图6.22仿真示波器曲线从图6.22来看，校正后的曲线较校正前的曲线线性得到了明显的提高。总结与提高一、自我总结1.请对每个组员的工作作风进行相互评

7、价。2.请分析组内分工的合理性。5二、拓展提高1、通过提交任务报告，进一步规范报告编写规范性。考核与评价1.自我评价个人签字：日期：2.组长评价组长签字：日期：3.教师评价教师签字：日期：5