传感器仿真实验,钢珠计数器

1、实验指导教师：熊刚实验指导教师：熊刚第二组小组成员第二组小组成员组长：管利鹏组长：管利鹏常凯常凯杨凯峰杨凯峰赵海平赵海平董忠董忠刘苗刘苗霍尔计数器的应用背景霍尔计数器的应用背景随着现代科学技术的不断发展，机械制造和电子产随着现代科学技术的不断发展，机械制造和电子产品的应用已经蓬勃发展，我国各行各业都经历着深品的应用已经蓬勃发展，我国各行各业都经历着深刻的变革。工业生产过程现代化面临的第一个问题刻的变革。工业生产过程现代化面临的第一个问题是必须采用各种传感器来检测、监视和控制各种静是必须采用各种传感器来检测、监视和控制各种静态、动态参数，使设备或系统能正常运行并处于最态、动态参数，使设备或系统能

2、正常运行并处于最佳状态，从而保证生产的高效率、高质量；因此，佳状态，从而保证生产的高效率、高质量；因此，为了适应社会的进步提高工作效率、确保质量、简为了适应社会的进步提高工作效率、确保质量、简单实用我们组准备用霍尔式传感器设计了一个技术单实用我们组准备用霍尔式传感器设计了一个技术电路电路。小组任务分配小组任务分配管利鹏：管利鹏：课题研究背景、小组任务分配课题研究背景、小组任务分配常凯、赵海平：常凯、赵海平：查找资料查找资料管利鹏、董忠：管利鹏、董忠：画画PCB图和焊接图和焊接刘苗：刘苗：制作制作PPT与讲演与讲演杨凯峰：杨凯峰：问题的发现问题的发现方案设计与讨论方案设计与讨论 霍尔效应与霍尔元

3、件霍尔效应与霍尔元件 霍尔计数装置的原理图及分析霍尔计数装置的原理图及分析 各元件介绍各元件介绍 仿真与实物图仿真与实物图 总结总结霍尔效应霍尔效应 霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（尔（A.H.Hall，18551938）于）于1879年在研究金属的导年在研究金属的导电机制时发现的。当电机制时发现的。当电流电流垂直于外磁场通过导体时，在导垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于体的垂直于磁场磁场和电流方向的两个端面之间会出现和电流方向的两个端面之间会出现电势差电势差，这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差这一现象

4、就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差霍尔元件霍尔元件 霍尔元件是应用霍尔效应的霍尔元件是应用霍尔效应的半导体半导体。一般用于。一般用于电机电机中测定中测定转子转速转子转速,如录象机的磁鼓如录象机的磁鼓,电脑中的散热风扇等电脑中的散热风扇等;是一种基是一种基于霍尔效应的磁于霍尔效应的磁传感器传感器,已发展成一个品种多样的磁传感已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，并已得到广泛的应用器产品族，并已得到广泛的应用 霍尔元件的几种类型霍尔元件的几种类型霍尔计数器的原理图霍尔计数器的原理图霍尔计数装置霍尔计数装置霍尔集成元件是将霍尔元件和放大器等集成在一霍尔集成元件是将霍尔元件和放大器等集成在一块

5、芯片上。它由霍尔元件、放大器、电压调整电块芯片上。它由霍尔元件、放大器、电压调整电路、电流放大输出电路、失调调整及线性调整电路、电流放大输出电路、失调调整及线性调整电路等几部分组成。它的特点是输出电压在一定范路等几部分组成。它的特点是输出电压在一定范围内与磁感应强度成线性关系。围内与磁感应强度成线性关系。接线图接线图PCB图图接线板线路图接线板线路图元件的介绍1.1.霍尔开关传感器霍尔开关传感器SL3061SL3061是具有较高灵敏度的集成霍尔元是具有较高灵敏度的集成霍尔元件，能感受到很小的磁场变化，因而可对金属零件进行件，能感受到很小的磁场变化，因而可对金属零件进行计数检测。计数检测。2.7

6、4LS90计数器是二、五、十进制一步计数器。一步计计数器是二、五、十进制一步计数器。一步计数器如果设定初态，在每个脉冲的作用下是按顺序变化数器如果设定初态，在每个脉冲的作用下是按顺序变化的（态序）。二进制计数器的每一状态相当一最小项，的（态序）。二进制计数器的每一状态相当一最小项，当最后一个脉冲到来后，电路返会原状态。当最后一个脉冲到来后，电路返会原状态。3.74LS47译码器是输出低电平有效的七段字形译码器，译码器是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与计数器配合使用。它在这里与计数器配合使用。右图为右图为74LS90计数器计数器左图左图74LS47译码器译码器使用霍尔元件的注意事项使用

7、霍尔元件的注意事项1.控制电流控制电流霍尔元件可以采用直流控制也可采用交流控制。使用时根据霍尔元件可以采用直流控制也可采用交流控制。使用时根据不同的要求采用不同的电路连接法不同的要求采用不同的电路连接法 。当。当I为直流、为直流、B为直为直流磁场时，则流磁场时，则U为直流信号。当为直流信号。当I为直流、为直流、B为交变磁场，为交变磁场，或或I为交变电流、为交变电流、B为直流磁场时，则为直流磁场时，则U为交变信号为交变信号。2.散热散热霍尔元件工作时必须有良好的散热条件，以降低温升，特别霍尔元件工作时必须有良好的散热条件，以降低温升，特别是希望选用较大的控制电流时更应该重视散热。是希望选用较大的

8、控制电流时更应该重视散热。工作原理工作原理 当钢球滚过霍尔传感器位置时，传感器输当钢球滚过霍尔传感器位置时，传感器输出一个峰值为出一个峰值为20mv的脉冲电压，该电压经的脉冲电压，该电压经过运算放大器过运算放大器A（LM538）放大后半导体三）放大后半导体三极管极管VT2N5812，使之完成导通截止过程。，使之完成导通截止过程。把计数器接于把计数器接于2N5812输出端接计数器输出端接计数器（74LS90）进行计数，再将计数器接译码）进行计数，再将计数器接译码器（器（74LS47）进行编译，最后由显示器显）进行编译，最后由显示器显示监测数值，这样计数就形成了示监测数值，这样计数就形成了。仿真模拟图仿真模拟图实践总结实践总结 通过近一个月的传感器实践，让我们对传通过近一个月的传感器实践，让我们对传感器的认知更进一步。自己动手的过程让感器的认知更进一步。自己动手的过程让我们对它的体验更加