笔者用复旦大学设计的新型焦利秤实验装置进行周期测量,其准确度比手工秒表测 量周期高得多。实验装置如图1所示,包括三部分: (1)新型焦利秤,包括可调铅直的立柱、弹簧;(2)集成开关型霍尔传感器特性测量装 置,包括小磁钢集成开关型霍尔传感器、集成线性霍尔传感器、小氖泡等;(3)周期测量 仪、四位半数字电压表、稳压电源三用组合仪。 其中1为弹簧,2为砝码,3为小磁钢,4为集成霍尔传感器,5为小氖泡,6为固定托 盘 31实验结果 将集成霍尔传感器的三个引脚分别与电源和周期测量仪相连,将10g砝码挂在弹簧 下端,并将小磁钢粘在10g砝码下端,S极向下。把霍尔开关感应面对准S级,使其与磁 钢的间距在dm和dn(工作点与释放点)之间。轻轻拉动弹簧使其振动,记录振动50次的 时间,并重复5次测量,得到弹簧周期的平均值。 由测得的周期平均值可得弹簧的倔强系数K=1.540N/m 通过拉伸法测得的倔强系数K=1.550N/m 同时通过目测弹簧振动,电子秒表计时测得的倔强系数Km=1.60N/m。 相比较可以发现,相对于手控秒表计时测量周期,明显的用霍尔开关型传感器能得到 更为精确的时间。 4集成霍尔传惑器在工业、交通、生活等领域中的应用 4.1集成线性霍尔传感器的应用 4.1.1位移测量及力学量测量( Measurement of translocation and Mechanical Variables) 将两块永久磁铁相同极性相对放置,并将线性霍尔元件或集成电路置于中间,其磁感 应强度为零,将其作为位移的零点。当霍尔元件改变与两块磁铁的相对位置时,霍尔电压 U产生。只要测量U,即可得到位移的数值。将浮力、压力等参数变化转为为位移的变 化,便可以方便地进行力学量的测量。当力学量与电压输出存在非线性时,可以采用电路 或软件进行补偿。 4.1.2角度检测( Measurement of Angles) 将霍尔元件置于永久磁铁磁场中,记霍尔元件与磁场的夹角为6,其霍尔电压的输出 与sin0成正比,Uh=K··B·sin0(式中K是霍尔元件灵敏度,表示霍尔元件上的电流 强度,B表示磁感应强度)。这项检测在机床上应用相当广泛,将它安装在自动调节杠杆 上,可通过测量电压输出变化,对角度进行换算,并可做出相应的调节。 此外,线性霍尔传感器还可以制成电流传感器( Current Sensing),在不改变电路的情况 下测量电流;制成电功率计,利用霍尔电压电流乘积成正比的原理,方便监测电功率,在现 代工业设备中大量应用。 4.2集成开关型霍尔传感器的应用 42.1汽车汽缸点火( nite Timing)及汽车的计程 由霍尔元件控制的定时点火是通过下面的方式实现的: 在电子点火器分电盘上装几个磁钢(数目与汽缸数对应),并在分电盘上方装集成霍 尔传感器,每当磁钢转到传感器时,集成霍尔传感器就输出一个脉冲,该信号经放大后送 万方数据笔者用复旦大学设计的新型焦利秤实验装置进行周期测量，其准确度比手工秒表测 量周期高得多。实验装置如图I所示，包括三部分: (1)新型焦利秤，包括可调铅直的立柱、弹簧;(2)集成开关型霍尔传感器特性测量装 置，包括小磁钢、集成开关型霍尔传感器、集成线性霍尔传感器、小氖泡等;(3)周期测量 仪、四位车数字电压表、稳压电源三用组合仪。 其中1为弹簧,2为祛码，3为小磁钢，4为集成霍尔传感器，5为小氖泡,6为固定托 盘。 3.1 实验结果 将集成霍尔传感器的三个引脚分别与电源和周期测量仪相连，将log珐码挂在弹簧 下端，并将小磁钢粘在log硅码下端，S极向下。把霍尔开关感应面对准S级，使其与磁 钢的间距在心和dp(工作点与释放点)之间。轻轻拉动弹簧使其振动，记录振动50次的 时间，并重复5次测量，得到弹簧周期的平均值。 由测得的周期平均值可得弹簧的倔强系数 K二1. 540N/m 通过拉伸法测得的倔强系数 K'二1. 550N/m 同时通过目测弹簧振动，电子秒表计时测得的倔强系数 K"二1.60N/mo 相比较可以发现，相对于手控秒表计时测量周期，明显的用霍尔开关型传感器能得到 更为精确的时间。 4 集成霍尔传感器在工业、交通、生活等领域中的应用 4.1 集成线性霍尔传感器的应用 4.1.1 位移测量及力学量测量(Measurement of Translocation and Mechanical Variables) 将两块永久磁铁相同极性相对放置，并将线性霍尔元件或集成电路置于中间，其磁感 应强度为零，将其作为位移的零点。当霍尔元件改变与两块磁铁的相对位置时，霍尔电压 U,,产生。只要测量 U,,，即可得到位移的数值。将浮力、压力等参数变化转为为位移的变 化，便可以方便地进行力学量的测量。当力学量与电压输出存在非线性时，可以采用电路 或软件进行补偿。 4.1.2 角度检测(Measurement of Angles) 将霍尔元件置于永久磁铁磁场中，记霍尔元件与磁场的夹角为 0，其霍尔电压的输出 与，in 6成正比，叭二凡"I"B" sin创式中凡是霍尔元件灵敏度，I表示霍尔元件上的电流 强度，B表示磁感应强度)。这项检测在机床上应用相当广泛，将它安装在自动调节杠杆 上，可通过测量电压输出变化，对角度进行换算，并可做出相应的调节。 此外，线性霍尔传感器还可以制成电流传感器(Current Sensing)，在不改变电路的情况 下测量电流;制成电功率计，利用霍尔电压电流乘积成正比的原理，方便监测电功率，在现 代工业设备中大量应用。 4.2 集成开关型霍尔传感器的应用 4.2.1 汽车汽缸点火(Ignite Timing)及汽车的计程 由霍尔元件控制的定时点火是通过下面的方式实现的: 在电子点火器分电盘上装几个磁钢(数目与汽缸数对应)，并在分电盘上方装集成霍 尔传感器，每当磁钢转到传感器时，集成霍尔传感器就输出一个脉冲，该信号经放大后送 万方数据