大学物理实验——集成霍尔传感器与简谐振动 ppt课件

1、集成霍尔传感器与简谐振动集成霍尔传感器与简谐振动物理实验中心物理实验中心实实 验验 目目 的的学惯用静态伸长法丈量弹簧的顽强系数。学惯用静态伸长法丈量弹簧的顽强系数。了解集成霍尔传感器的根本组成部分和了解集成霍尔传感器的根本组成部分和任务原理。任务原理。学会用开关型集成霍尔传感器丈量弹簧学会用开关型集成霍尔传感器丈量弹簧振子的振动周期，并计算弹簧的顽强系振子的振动周期，并计算弹簧的顽强系数。数。 胡克定律胡克定律: F =-Kx；其中，；其中，K 是弹簧的顽强系数。是弹簧的顽强系数。 弹簧简谐振动周期：弹簧简谐振动周期：KMMT121. 1. 弹簧顽强系数的丈量弹簧顽强系数的丈量实实 验验 原

2、原 理理其中其中, M 为弹簧的有效质量为弹簧的有效质量; M1为弹簧自在端上挂的物体的质量。为弹簧自在端上挂的物体的质量。线性霍尔传感器内部构造表示图2.2.集成霍尔传感器集成霍尔传感器 它是霍尔效应与集成电路技术结合制成的一种磁敏传感器。根据输出信它是霍尔效应与集成电路技术结合制成的一种磁敏传感器。根据输出信号的方式可分为线性型和开关型两种。号的方式可分为线性型和开关型两种。1 1线性型霍尔传感器线性型霍尔传感器 集成开关型霍尔传感器内部构造框图2开关型霍尔传感器开关型霍尔传感器 集成开关型霍尔传感器的任务特性曲线霍尔开关的霍尔开关的“开开/关的形状经过霍尔电压随关的形状经过霍尔电压随外界

3、磁感应强度的变化而变化实现翻转。外界磁感应强度的变化而变化实现翻转。2开关型霍尔传感器开关型霍尔传感器 将集成开关型霍尔传感器固定，利用磁钢作简谐振动时，集成开关型霍尔传感器产生的电脉冲控制计数器计时，可实现对弹簧振子振动周期的丈量。3. 3. 集成开关型霍尔传感器丈量周期的原理集成开关型霍尔传感器丈量周期的原理实验内容及仪器引见实验内容及仪器引见1.用焦利秤丈量弹簧用焦利秤丈量弹簧的顽强系数的顽强系数弹簧弹簧砝码托盘砝码托盘小反射镜小反射镜底座调理螺钉底座调理螺钉游标卡尺游标卡尺锁紧螺钉锁紧螺钉小指针小指针砝码托盘砝码托盘固定旋钮固定旋钮固定架固定架1. 调整底脚螺钉使实验安装铅直；调整底脚

4、螺钉使实验安装铅直；2. 调理砝码盘指针接近游标尺上的反射镜；调理砝码盘指针接近游标尺上的反射镜；3. 读数时使反射镜上的刻线和砝码盘指针及读数时使反射镜上的刻线和砝码盘指针及其像重合；其像重合；4. 加减砝码应坚持砝码盘程度。加减砝码应坚持砝码盘程度。 如如 何何 正正 确确 读读 数数 2. 2.利用集成霍尔传感器特性丈量架和实验仪观测集利用集成霍尔传感器特性丈量架和实验仪观测集成霍尔传感器输出特性成霍尔传感器输出特性 (1) (1)测开关型集成霍尔传感器任务间隔及和释放测开关型集成霍尔传感器任务间隔及和释放间隔间隔霍尔开关型传感器霍尔开关型传感器 磁钢磁钢集成霍尔传感器特性丈量架集成霍尔

5、传感器特性丈量架2用线性霍尔传感器丈量霍尔开关的任务点和释放点的磁场用线性霍尔传感器丈量霍尔开关的任务点和释放点的磁场线性霍尔传感器线性霍尔传感器 不加磁场时使线性型霍尔传感器输出为不加磁场时使线性型霍尔传感器输出为2.500V。 将线性型霍尔传感器放在开关型霍尔传感器的任务间隔将线性型霍尔传感器放在开关型霍尔传感器的任务间隔 和释放间隔上，测其输出电压和释放间隔上，测其输出电压U与磁感应强度与磁感应强度B的关系为的关系为HK2.500UB其中其中, KH, KH为线性霍尔传感器的灵敏度。为线性霍尔传感器的灵敏度。 (3) 用开关型霍尔传感器和实验仪用开关型霍尔传感器和实验仪丈量振动周期丈量振

6、动周期磁钢磁钢砝码砝码霍尔开关型霍尔开关型传感器传感器 锁紧螺钉锁紧螺钉集成霍尔传感器与间谐振动实验仪集成霍尔传感器与间谐振动实验仪要求：要求：1. 砝码下加一个小磁钢，测其振动周期。砝码下加一个小磁钢，测其振动周期。 2. 再加一个大磁钢，测其振动周期。再加一个大磁钢，测其振动周期。本卷须知本卷须知1.1.正确安装游标尺，防止摔坏小反射镜；正确安装游标尺，防止摔坏小反射镜；2.2.传感器正负极不能接错；传感器正负极不能接错；3.3.集成霍尔传感器对磁极方向有要求；集成霍尔传感器对磁极方向有要求；4.4.测周期时磁钢要正对霍尔传感器，拉弹簧测周期时磁钢要正对霍尔传感器，拉弹簧时一定要竖直向下；时一定要竖直向下；5.5.振动开场后要不断监视霍尔传感器，防止振动开场后要不断监视霍尔传感器，防止计数器漏记；计数器漏记；6.6.实验所用小零件较多，谨防丧失。实验所用小零件较多，谨防丧失。留意：