传感器技术实验指导书(2)

地短路，放大器输出端接毫伏表或数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压至零。然后拔掉短接实验线。

注意：调零后，放大器增益调节旋钮和“调零”电位器的位置不要改变。若两者任一旋钮位置有变，需重新进行调零。

2、半桥单臂接桥方式测试

2．1、按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R’是半导体应变计，另一臂电阻是电桥上固定电阻R。

－2V 图 （1）

WD R R ‘ － ＋ V ＋2V R′ 2．2、确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。在装有半导体应变片悬臂梁基本处于平衡的状态下调整电桥WD电位器，使测试系统输出为零。

2．3、在悬臂梁上方的园盘上逐个加(减)法码（20g），带动悬臂梁分别作向上和向下的运动。以悬臂梁加重4个砝码的状态调系统电路使输出电压为零，逐步减少（或增加）砝码，记录差动放大器输出电压值并填入表1－1中。 表1－1 重量 20g 电压 V 80g 0 根据表中所测数据计算灵敏度S，S＝△V／△g，并在坐标图上做出V－g关系曲线。

2．４、在悬臂梁载重4个砝码的情况下重新调整测试系统使输出为

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零。用温度计记录加温前的工作温度T。

2．5、 打开“加热”开关，观察系统在升温过程中输出电压的变化情况。求出系统的温漂△V/△T．

3．半桥电路

3．1、在完成第2步实验的基础上，不变动差动放大器增益，将图（1）中电桥固定电阻R改为另一半导体应变片，接成半桥测试电路，调节电位器WD使系统重新回零。

3．2、重复2.3步骤，测出半桥电路输出电压并填入表1－2中，计算灵敏度。

在同一坐标上描出V－g曲线，比较二种桥路的灵敏度，并做出定性的结论。

3.3、重新调整测试系统输出为零。用温度计记录加温前的工作温度T。

3.4、打开“加热”开关，观察系统在升温过程中输出电压的变化情况。求出系统的温漂△V/△T．

表1－2 重量 g 电压 V 实验报告要求

1、实验报告格式严格按广东工业大学有关规定要求执行。 2、在同一坐标纸上，绘出以上每种测试条件下的测量数据(输入－输出)g－Ｖ曲线，绘出数据表格要标明物理量和单位。

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3、分析实验数据，依此计算传感器的灵敏度和线性度？并认真绘制出传感器性能曲线。 4、比较二种接桥方法的灵敏度。

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实验二 霍尔式传感器的直流和交流激励特性

实验项目性质：普通实验 所属课程名称：传感器技术 实验计划学时：2学时

一、实验目的：

1、了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会用霍尔传感器做静态位移测试。

2、了解霍尔传感器在交流信号激励下的特性。 二、实验原理：

霍尔式传感器是由工作在两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于磁场中的霍尔元件组成。当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，即U0＝kx，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。 三、实验所需部件：

直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。音频振荡器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、示波器。

2V 差放 电压表 WD － ＋ R 图（2）

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四、实验步骤： （一）、直流激励特性

1、霍尔传感器静态位移测试

1．1、按图（2）接线，装上测微头，调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置。差动放大器增益适度。开启电源，调节电桥WD，使差放输出为零。上、下移动振动台，使差放正负电压输出对称。

1．2、上、下移动测微头各3.5mm，每变化0.5mm读取相应的电压值。并记入下表1－1中，作出V－X曲线，求出灵敏度及线性。

表1－1 X(mm) V(v) 2、直流激励下霍尔传感器振动测试

①仍按图3直流激励接线，使系统调零。并松开测微头，使其脱离振动台。

②将低频振荡器接“激振I”，保持适当振幅，用示波器观察差动放大器输出波形。

③进一步提高低频振荡器振幅，用示波器观察差动放大器输出波形，当波形出现顶部消峰时，说明霍尔元件已进入非均匀磁场，霍尔电压已不再随位移量的增加而线性增加。

④改变激振器I频率，进行观测，注意波形的变化。 ⑤记录输出波形。 五、注意事项：

直流激励电压须严格限定在2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔

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