传感器测速实验报告

实验九 霍尔转速传感器测速实验

一、实验目的

了解霍尔转速传感器的应用。

二、基本原理

根据霍尔效应表达示UH=KHIB，当KHI不变时，在转速圆盘上装上N只磁性体，并在磁钢上方安装一霍尔元件。圆盘每转一周，表面的磁场B从无到有就变化N次，霍尔电势也相应变化N次。此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。

三、需用器件与单元

霍尔转速传感器、转速测量控制仪。

四、实验步骤

1、根据图9-1，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，探头对准转盘内的磁钢。

图 9-1 霍尔转速传感器安装示意图

2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端，红（+）、绿（），不要接错。

3、将霍尔传感器输出端（黄线）接示波器或者频率计。

4、调节电动转速电位器使转速变化，用示波器观察波形的变化（特别注意脉宽的变化），或用频率计观察输出频率的变化。

1

五、实验结果分析与处理

1、 记录频率计六组输出频率数值如下：

f（Hz） T1高电平（ms） T2低电平（ms） 占空比（T1/T2）

f1=152.83 5.39 1.14 4.73

f2=110 7.37 1.56 4.72

f3=93.9 8.76 1.85 4.74

f4=69.6 11.8 2.71 4.35

f5=52.45 15.81 3.34 4.73

f6=20.1 40.1 8.6 4.66

由以上数据可得：最快转速对应的频率f1=152.83Hz，最慢转速对应频率f6=20.1Hz。随着转速的减小，脉宽T1逐渐变大，但占空比基本保持不变，而且速度不能无限减小。

六、思考题

1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有所限制？

答：有，测量速度不能过慢，因为磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致计数错误。

2、本实验装置上用了二只磁钢，能否只用一只磁钢？

传感器实验报告

实验一 Pt100铂电阻测温特性实验

一、实验目的

1．通过自行设计热电阻测温实验方案，加深对温度传感器工作原理的理解。

2．掌握测量温度的电路设计和误差分析方法。

二、实验内容

1．设计PT100铂热电阻测温实验电路方案；

2．测量PT100的温度与电压关系，要求测温范围为：室温～65℃；温度测量精度：±2℃；输出电压≤4V，输出以电压V方式记录。

3．通过测量值进行误差分析。

三、实验仪器、设备、材料

主机箱、温度源、Pt100热电阻（2支）、温度传感器实验模板、万用表。

四、实验原理

利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。铂电阻是将～ｍｍ的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。在0－650℃以内，它的电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro(1+At+Bt2)，式中：Ro系温度为0℃时的电阻值(本实验的铂电阻Ro＝100Ω)。A＝×10－3／℃，B＝－×10－7／℃2。铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。)。实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示。

五、实验步骤

1、用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其中短接的二根线(同种颜色的线)设为1、

2，另一根设为3，并测出它在室温时的大致电阻值。

2、在主机箱总电源、调节仪电源都关闭的状态下，再根据图1示意图接线，温度传感器实验模板中ａ、ｂ(Ｒt)两端接传感器，这样传感器(Rt)与R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。

3、放大器调零：将图的温度传感器实验模板的放大器的两输入端引线(一根传感器引线、另一根桥路输出即Rw1活动触点输出)暂时不要引入，而用导线直接将放大器的两输入端相连(短接)；将主机箱上的电压表量程(显示选择)切换开关打到2Ｖ档，合上主机箱电源开关，调节温度传感器实验模板中的RW2(逆时针转到底)增益电位器，使放大器增益最小；再调节RW3(调零电位器)使主机箱的电压表显示为０。

一、实验目的

1. 理解光电门传感器的工作原理及其在测量物体瞬时速度中的应用。

2. 通过实验，掌握使用光电门传感器测量小车瞬时速度的方法。

3. 熟悉实验数据的处理和分析方法。

二、实验原理

光电门传感器是一种利用光电效应来检测物体运动速度的传感器。其工作原理是：当光线被物体遮挡时，光电门中的光敏元件会失去信号，从而触发计时器开始计时；当物体离开光电门时，光线重新照射到光敏元件上，计时器停止计时。通过测量物体通过光电门的时间，结合挡光片的宽度，可以计算出物体的瞬时速度。

三、实验器材

1. 小车

2. 光电门传感器

3. 挡光片

4. 计时器

5. 数据采集器

6. 直尺

7. 实验轨道

四、实验步骤

1. 将实验轨道水平放置，确保轨道的稳定性。

2. 在轨道上固定光电门传感器，并确保光电门与挡光片平行。

3. 将小车放置在轨道起点，并确保小车能够顺利通过光电门。

4. 在小车前端固定挡光片，挡光片的宽度为已知值。

5. 打开计时器和数据采集器，将光电门与数据采集器连接。

6. 释放小车，使其通过光电门，记录光电门传感器记录的时间。 7. 重复步骤4-6，进行多次实验，记录实验数据。

8. 使用直尺测量小车通过光电门时的位移，记录位移数据。

9. 根据实验数据，分析小车瞬时速度的变化规律。

五、实验数据

实验次数 | 挡光片宽度（m） | 计时器记录时间（s） | 位移（m）

------- | -------------- | ------------------ | --------

1 | 0.05 | 0.012 | 0.1

2 | 0.05 | 0.011 | 0.1

3 | 0.05 | 0.013 | 0.1

霍尔测速设计实验报告

1. 实验目的

在本实验中，我们旨在通过利用霍尔传感器对电机的转速进行测量，实现一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其性能进行测试和评估。

2. 实验器材和装置

- 霍尔传感器 x1

- 电机 x1

- Arduino开发板 x1

- 面包板 x1

- 连线和其他辅助器材

3. 实验原理

霍尔传感器是一种能够检测磁场存在和变化的电子元器件，其原理基于霍尔效应。当通过一个电流在霍尔元件上流动时，如果这个电流和一个垂直磁场共线，那么产生的侧边电势差（Hall电压）与磁场强度成正比。基于这个原理，我们可以将霍尔传感器放置在旋转的电机附近，通过检测霍尔电压的变化来确定电机的转速。

4. 实验步骤

1. 将霍尔传感器连接到Arduino开发板的数字引脚。 2. 将电机与Arduino开发板连接，确保其旋转轴与霍尔传感器附近。

3. 编写Arduino代码，以读取霍尔传感器的数字信号。

4. 设置一定的时间间隔，在每个时间段内读取霍尔传感器的数值，并根据数值变化计算电机的转速。

5. 运行代码，并通过串口监视器输出转速信息。

5. 实验结果

在实验中，我们成功地实现了基于霍尔传感器的测速装置。通过监测霍尔传感器的数字输出，我们能够准确地计算出电机的转速。

表格中列出了不同电压下的电机转速测量结果：

电压 (V) 转速 (rpm)

-

3.0 100

4.5 150

6.0 200

7.5 250

9.0 300

我们还绘制了一个转速-电压曲线图，以更直观地展示电机转速与输入电压之间的关系。 

根据实验结果，我们可以看出电机的转速与输入电压是呈线性关系的，这也验证了我们所使用的测速装置的准确性和可靠性。

6. 实验总结

通过本次实验，我们成功地设计了一个基于霍尔传感器的测速装置，并对其进行了测试和评估。实验结果表明，我们所设计的装置能够准确地测量电机转速，并与输入电压呈线性关系。这说明我们所选用的霍尔传感器和测速算法是可行的。然而，我们也意识到实验中可能存在的误差来源，例如电机负载、霍尔传感器位置和精度等因素，这些因素有待进一步研究和改进。