霍爾開關傳感器測速實驗

實驗五  霍爾開關傳感器測速實驗

系  別：  自動化  專業：   

  姓名：

  學號： 

座位號： 

 

合作者：  

  實驗時間：   年  月  日         （上午、下午、晚上）

一、實驗目的

1、   瞭解霍爾開關集成傳感器的工作原理和應用。

2、   掌握LabVIEW進行實驗分析的方法。

二、實驗儀器和設備

3、   實驗電路板；

4、   電機組件；

5、   霍爾開關傳感器CS3020；

6、   4.7KΩ電阻；

7、   跳線若干。

8、   計算機、LabVIEW軟件系統及其相應腳本；

9、   DRLAB快速可重組綜合實驗臺。

三、實驗基本原理

圖5-1是霍爾開關集成傳感器的內部結構框圖。當有磁場作用在傳感器上時，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“開啓”閥值時，施密特整形電路翻轉，輸出高電平，使輸出三極管導通。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，輸出三極管關閉。這樣，一次磁場強度的變化，就使傳感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，霍爾傳感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 霍爾開關集成傳感器的內部結構框圖

四、實驗步驟

1、   確認數據採集儀電源關閉（數據採集儀電源在DRLAB快速可重組綜合實驗臺上，按鈕彈起爲關閉狀態）。

2、   開啓總電源和直流電源，開啓數據採集儀電源。

3、   在桌面上運行LabVIEW主程序圖標 ,或在“開始”程序中運行快捷方式

。進入LabVIEW主界面，如圖5-2所示。

圖5-2   LabVIEW工作界面

4、   點擊Browse，在實驗目錄中選擇相應腳本文件，具體路徑如下：Browse→我的電腦→D盤→DEPUSH→德普施labview腳本→開放傳感器實驗箱→相應腳本，本實驗中，我們選擇“開放式傳感器--霍爾傳感器傳輸速度測量”。如圖5-3所示。

圖5-3   選擇腳本

5、   打開腳本後，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、    連接實驗箱電源線：將實驗箱的三芯電源線插接到綜合實驗臺上。

7、    連接實驗箱信號線：將信號線的一端連接到擴展模塊某一**（本實驗接到**3），另一端連接到電路板的輸出上（OUT1或OUT2均可）。

8、    原理圖如圖5-5所示，在傳感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  霍爾開關傳感器測速實驗原理圖

9、   安裝好電機，調整霍爾傳感器同電機飛輪的相對位置，使傳感器正面同磁體的距離5mm左右。

10、 依次打開實驗箱電源開關、電路板電源開關和電機飛輪開關。

11、 在腳本界面中，點擊連續運行按鈕 ，點擊開關按鈕 。此時，觀察第一次實驗運行情況，如圖5-8。從圖中讀取飛輪轉速；此時飛輪轉速爲54轉/分。

 

圖5-6  霍爾開關傳感器測速實驗電路圖

圖5-7  管腳說明

圖5-8  第一次實驗運行情況

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

圖5-9  第二次實驗運行情況

五、實驗注意事項

實驗中搭建電路時確保霍爾傳感器的三個引腳連接正確，將霍爾傳感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。