實驗五：磁電式傳感器
一、實驗目的：
1．掌握磁電式傳感器的原理。
2．熟悉霍爾式傳感器的外形和特性。
3．掌握磁電式傳感器的測量電路的構成和原理。
二、實驗原理：
磁電式傳感器是一種能將非電量的變化轉為感應電動勢的傳感器，所以也稱為感應式傳感器。根據電磁感應定律，ω匝線圈中的感應電動勢e的大小取決于穿過線圈的磁通?的變化率：霍爾式傳感器是一種磁電傳感器，它利用材料的霍爾效應而制成。該傳感器是由工作在兩個環形磁鋼組成的梯度磁場和位于磁場中的霍爾元件組成。當霍爾元件通以恒定電流時，霍爾元件就有電勢輸出。霍爾元件在梯度磁場中上、下移動時，輸出的霍爾電勢V取決于其在磁場中的位移量X，所以測得霍爾電勢的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。
三、實驗所需部件：
直流穩壓電源、電橋、霍爾傳感器、差動放大器、電壓表、測微頭。
四、實驗步驟：
1．了解霍爾傳感器的結構和在實驗儀上的位置，熟悉實驗面板上霍爾片的符號。霍爾片安裝在實驗儀的振動圓盤上，兩個半圓形永久磁鋼固定在實驗儀的頂板上，二者組成霍爾式傳感器。
2．差動放大器調零。之后關閉電源，放大器增益調到最小，按圖7接線。
3．裝好測微頭，調節它帶動振動臺位移，使霍爾片置于半圓形磁鋼上下正中位置。打開電源，調節WD或微調測微頭使電壓表示數為0。

霍爾傳感器實驗電路圖

4．以此為起點，向上和向下位移測微頭，每次0.5mm，記錄輸出數據，分別填入表1、表2中。
表1 測微頭上升過程測試結果

根據表中所測數據計算靈敏度S，S＝△V／△X，并在同一坐標圖上做出V－X關系曲線。
五、注意事項：
1．實驗前應檢查實驗接插線是否完好，連接電路時應盡量使用較短的接插線，以避免引入干擾。
2．接插線插入插孔，以保證接觸良好，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內導線斷裂。
3．穩壓電源不要對地短路。所有單元電路的地均須與電源地相連。
4．一旦調整好，測量過程中不能移動磁路系統。
5．直流激勵電壓須嚴格限定在2V，絕對不能任意加大，以免損壞霍爾元件。
六、思考：
1．在測量數據時，測微頭向上和向下移動時，電路的輸出有何不同？輸入輸出關系曲線是否重合？為什么？
2．在調節好位置后，為什么不能再移動磁路系統？