霍爾開關感測器測速實驗

系  別：  自動化  專業：   

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  實驗時間：   年  月  日         （上午、下午、晚上）

一、實驗目的

1、   瞭解霍爾開關整合感測器的工作原理和應用。

2、   掌握LabVIEW進行實驗分析的方法。

二、實驗儀器和裝置

3、   實驗電路板；

4、   電機元件；

5、   霍爾開關感測器CS3020；

6、   4.7KΩ電阻；

7、   跳線若干。

8、   計算機、LabVIEW軟體系統及其相應指令碼；

9、   DRLAB快速可重組綜合實驗臺。

三、實驗基本原理

圖5-1是霍爾開關整合感測器的內部結構框圖。當有磁場作用在感測器上時，根據霍爾效應原理，霍爾元件輸出霍爾電壓Vh，該電壓經放大器放大後，送至施密特整形電路。當放大後的Vh電壓大於“開啟”閥值時，施密特整形電路翻轉，輸出高電平，使輸出三極體導通。當磁場減弱時，霍爾元件輸出的Vh電壓很小，施密特整形電路再次翻轉，輸出低電平，輸出三極體關閉。這樣，一次磁場強度的變化，就使感測器完成一次開關動作。

當被測電機飛輪上裝有N只磁性體時，飛輪每轉一週磁場就變化N次，霍爾感測器輸出的電平也變化N次，通過計算即可知道電機的轉速。

圖5-1 霍爾開關整合感測器的內部結構框圖

四、實驗步驟

1、   確認資料採集儀電源關閉（資料採集儀電源在DRLAB快速可重組綜合實驗臺上，按鈕彈起為關閉狀態）。

2、   開啟總電源和直流電源，開啟資料採集儀電源。

3、   在桌面上執行LabVIEW主程式圖示 ,或在“開始”程式中執行快捷方式

。進入LabVIEW主介面，如圖5-2所示。

圖5-2   LabVIEW工作介面

4、   點選Browse，在實驗目錄中選擇相應指令碼檔案，具體路徑如下：Browse→我的電腦→D盤→DEPUSH→德普施labview指令碼→開放感測器實驗箱→相應指令碼，本實驗中，我們選擇“開放式感測器--霍爾感測器傳輸速度測量”。如圖5-3所示。

5、   開啟指令碼後，在計算機中實驗環境如圖5-4所示。

圖5-4   虛擬儀器的實驗環境

6、    連線實驗箱電源線：將實驗箱的三芯電源線插接到綜合實驗臺上。

7、    連線實驗箱訊號線：將訊號線的一端連線到擴充套件模組某一**（本實驗接到**3），另一端連線到電路板的輸出上（OUT1或OUT2均可）。

8、    原理圖如圖5-5所示，在感測器實驗電路板上搭建好電路，電路圖如圖5-6所示，管腳說明如圖5-7所示。

圖5-5  霍爾開關感測器測速實驗原理圖

9、   安裝好電機，調整霍爾感測器同電機飛輪的相對位置，使感測器正面同磁體的距離5mm左右。

10、 依次開啟實驗箱電源開關、電路板電源開關和電機飛輪開關。

11、 在指令碼介面中，點選連續執行按鈕 ，點選開關按鈕 。此時，觀察第一次實驗執行情況，如圖5-8。從圖中讀取飛輪轉速；此時飛輪轉速為54轉/分。

圖5-6  霍爾開關感測器測速實驗電路圖

圖5-7  管腳說明

圖5-8  第一次實驗執行情況

12、 通過改變可調電阻大小改變電機轉速，再次觀察實驗執行情況。如圖5-9所示。此時飛輪轉速為37轉/分。

圖5-9  第二次實驗執行情況

五、實驗注意事項

實驗中搭建電路時確保霍爾感測器的三個引腳連線正確，將霍爾感測器較窄的一面對準飛輪上的磁體，並使兩者之間距離保持在大約5mm。

六、實驗結果分析

通過改變可調電阻大小改變電機轉速，較理想電機轉速範圍：10轉/分~50轉/分。