霍尔开关传感器测速实验

系  别：  自动化  专业：   

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  实验时间：   年  月  日         （上午、下午、晚上）

一、实验目的

1、   了解霍尔开关集成传感器的工作原理和应用。

2、   掌握LabVIEW进行实验分析的方法。

二、实验仪器和设备

3、   实验电路板；

4、   电机组件；

5、   霍尔开关传感器CS3020；

6、   4.7KΩ电阻；

7、   跳线若干。

8、   计算机、LabVIEW软件系统及其相应脚本；

9、   DRLAB快速可重组综合实验台。

三、实验基本原理

图5-1是霍尔开关集成传感器的内部结构框图。当有磁场作用在传感器上时，根据霍尔效应原理，霍尔元件输出霍尔电压Vh，该电压经放大器放大后，送至施密特整形电路。当放大后的Vh电压大于“开启”阀值时，施密特整形电路翻转，输出高电平，使输出三极管导通。当磁场减弱时，霍尔元件输出的Vh电压很小，施密特整形电路再次翻转，输出低电平，输出三极管关闭。这样，一次磁场强度的变化，就使传感器完成一次开关动作。

当被测电机飞轮上装有N只磁性体时，飞轮每转一周磁场就变化N次，霍尔传感器输出的电平也变化N次，通过计算即可知道电机的转速。

图5-1 霍尔开关集成传感器的内部结构框图

四、实验步骤

1、   确认数据采集仪电源关闭（数据采集仪电源在DRLAB快速可重组综合实验台上，按钮弹起为关闭状态）。

2、   开启总电源和直流电源，开启数据采集仪电源。

3、   在桌面上运行LabVIEW主程序图标 ,或在“开始”程序中运行快捷方式

。进入LabVIEW主界面，如图5-2所示。

图5-2   LabVIEW工作界面

4、   点击Browse，在实验目录中选择相应脚本文件，具体路径如下：Browse→我的电脑→D盘→DEPUSH→德普施labview脚本→开放传感器实验箱→相应脚本，本实验中，我们选择“开放式传感器--霍尔传感器传输速度测量”。如图5-3所示。

图5-3   选择脚本

5、   打开脚本后，在计算机中实验环境如图5-4所示。

图5-4   虚拟仪器的实验环境

6、    连接实验箱电源线：将实验箱的三芯电源线插接到综合实验台上。

7、    连接实验箱信号线：将信号线的一端连接到扩展模块某一**（本实验接到**3），另一端连接到电路板的输出上（OUT1或OUT2均可）。

8、    原理图如图5-5所示，在传感器实验电路板上搭建好电路，电路图如图5-6所示，管脚说明如图5-7所示。

图5-5  霍尔开关传感器测速实验原理图

9、   安装好电机，调整霍尔传感器同电机飞轮的相对位置，使传感器正面同磁体的距离5mm左右。

10、 依次打开实验箱电源开关、电路板电源开关和电机飞轮开关。

11、 在脚本界面中，点击连续运行按钮 ，点击开关按钮 。此时，观察第一次实验运行情况，如图5-8。从图中读取飞轮转速；此时飞轮转速为54转/分。

 

图5-6  霍尔开关传感器测速实验电路图

图5-7  管脚说明

图5-8  第一次实验运行情况

12、 通过改变可调电阻大小改变电机转速，再次观察实验运行情况。如图5-9所示。此时飞轮转速为37转/分。

图5-9  第二次实验运行情况

五、实验注意事项

实验中搭建电路时确保霍尔传感器的三个引脚连接正确，将霍尔传感器较窄的一面对准飞轮上的磁体，并使两者之间距离保持在大约5mm。

六、实验结果分析

通过改变可调电阻大小改变电机转速，较理想电机转速范围：10转/分~50转/分。