集成霍尔传感器与简谐振动课件.pptVIP

集成霍耳感測器與簡諧振動實驗目的學會用焦利秤測量彈簧的倔強係數。學會用集成霍耳感測器測量彈簧振子的振動週期，並計算彈簧的倔強係數。實驗原理1.測量彈簧倔強係數的原理彈簧在外力的作用下產生形變（伸長或縮短），在彈性限度內，外力F和其形變X成正比，寫成F=-KX，這就是胡克定律。比例係數K是彈簧的倔強係數。2.測量彈簧振子振動週期的原理在彈性限度內，外力作用在彈簧上使其離開平衡位置少許，外力撤銷後彈簧振子將在平衡位置附近作簡諧振動，其振動週期可以通過下式計算:其中,M1為彈簧自由端上掛的物體的品質;M′為彈簧的有效品質;T為彈簧振子的振動週期。3.集成霍爾開關型感測器測量週期的原理集成霍爾感測器——利用積體電路工藝把霍爾元件和功能電路集成在一塊晶片上製成的磁敏元件霍爾開關（集成霍爾開關型感測器）由霍爾元件、差分放大器、施密特觸發器及電晶體輸出電路等基本部分組成。當施加的磁感應強度的值達到其工作點時，霍爾開關輸出低電壓，磁感應強度的值達到其釋放點時，霍爾開關輸出高電壓。兩次電壓變換輸出電脈衝，使霍尔开关完成一次开关动作。霍爾開關的輸出狀態（開和關的動作）通過霍爾電壓隨磁感應強度的變化實現。將集成霍爾開關型感測器固定，利用磁鋼作簡諧振動時，霍爾開關產生的電脈衝控制計數器計時，可實現對彈簧振子振動週期的測量。ABCDVCCout集成開關型霍耳感測器方塊圖A－穩壓器;B－霍爾電壓發生器（霍爾片）C－差分放大器;D－施密特觸發器;OC門輸出實驗內容及儀器介紹1.用焦利秤測量彈簧的倔強係數彈簧砝碼託盤小反射鏡底座調節螺釘遊標卡尺鎖緊螺釘小指針砝碼託盤固定鈕2.霍爾感測器的特性1)測霍爾開關型感測器工作距離dop及釋放距離drp。霍爾開關型感測器小磁鋼集成霍爾感測器特性測量架2).用線性霍耳感測器測磁場分佈。線性霍爾感測器在磁場為零時，使線性霍耳感測器輸出為2.500V。加上磁場（磁鋼）分別測出線性霍耳感測器在不同位置時的電壓值U，利用公式

（KH——線性霍耳感測器的靈敏度）

計算對應的磁感應強度B，作U—B圖。3.用集成霍爾開關型感測器測量振動週期並計算彈簧的倔強係數K。磁鋼砝碼霍爾開關型感測器鎖緊螺釘集成霍爾感測器與間諧振動實驗儀