實(shí)驗(yàn)6 霍爾傳感器測(cè)楊氏模量

1、實(shí)驗(yàn)6霍爾傳感器測(cè)楊氏模量第1頁(yè)共4頁(yè)創(chuàng)建時(shí)間：20071179:38:00實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6霍爾傳感器測(cè)楊氏模量霍爾傳感器測(cè)楊氏模量楊氏模量是描述固體材料抵抗形變能力的重要物理量，在工程上作為選擇材料的依據(jù)之一，是工程技術(shù)中常用的參數(shù)。利用霍爾位置傳感器測(cè)量微小位移，可以改進(jìn)傳統(tǒng)粱彎曲法實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量方法，使古老的實(shí)驗(yàn)又增添新的技術(shù)內(nèi)容。而霍爾元件及集成霍爾傳感器具有尺寸小、外圍電路簡(jiǎn)單、頻響寬、使用壽命長(zhǎng)，特別是抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來(lái)被廣

2、泛應(yīng)用于物理量的測(cè)量、自動(dòng)控制及信息處理等領(lǐng)域?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解霍爾位置傳感器的結(jié)構(gòu)原理、特性及使用方法。2學(xué)習(xí)掌握粱彎曲法測(cè)量金屬板的楊氏彈性模量。3學(xué)會(huì)確定靈敏度的方法，并確定儀器的靈敏度。4掌握逐差法處理數(shù)據(jù)?！緦?shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器】霍爾位置傳感器、霍爾位置傳感器輸出信號(hào)測(cè)量?jī)x、游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器?！緦?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】霍爾傳感器置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁場(chǎng)中，在垂直于磁場(chǎng)的方向通入電流，則會(huì)BI產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，即在與這二者相互垂直

3、的方向上將產(chǎn)生霍爾電勢(shì)：(5.2.1)IBKUHH?其中為霍爾傳感器的靈敏度，單位為。HKTmAmV?如果保持通入霍爾元件的電流不變，而使其在一均勻梯度的磁場(chǎng)中移動(dòng)，則輸出的I霍爾電勢(shì)的變化量為：(5.2.2)zdzdBIKUHH???其中：為位移量；為磁感應(yīng)強(qiáng)度沿位移方向的梯度，為常數(shù)。z?dzdBB為了實(shí)現(xiàn)上述均勻梯度磁場(chǎng)，選用兩塊相同的磁鐵。磁鐵平行相對(duì)而放，即極相對(duì)N放置。兩磁鐵之間的空隙內(nèi)放入霍爾元件，并使此元件平行于磁鐵，且

4、與兩磁鐵的間距相等，即霍爾元件放置兩磁鐵空隙的中心，如圖6.1所示。若間隙中心截面的中心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，霍爾元件處于該處時(shí)輸出的霍爾電A勢(shì)應(yīng)為零。當(dāng)霍爾元件偏離中心沿軸發(fā)生位移，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度不再為零，霍爾元件也Z就有相應(yīng)電勢(shì)輸出，其大小可由數(shù)字電壓表讀出。一般地，將霍爾電勢(shì)為零時(shí)元件所處的位置作為位移參考點(diǎn)?；魻栯妱?shì)與位移量之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)位移量較小時(shí)（小于2mm），對(duì)應(yīng)關(guān)系具有良好的線性，如圖6.2所示。實(shí)驗(yàn)6霍爾傳感

5、器測(cè)楊氏模量第3頁(yè)共4頁(yè)創(chuàng)建時(shí)間：20071179:38:00①將銅杠桿上的三眼插座插在立柱的三眼插針上，用儀器電纜一端連接輸出信號(hào)測(cè)量?jī)x，另一端插在立柱的另一三眼插針上，接通電源，調(diào)節(jié)磁鐵或儀器上調(diào)零電位器使在初始負(fù)載的情況下儀器指示為零點(diǎn)。注意：儀器大約預(yù)熱10分鐘左右后，指示值即可穩(wěn)定。①調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡，使得用眼睛能觀察到鏡內(nèi)的十字劃絲和坐標(biāo)刻度，然后移動(dòng)讀數(shù)顯微鏡距離，使其能清楚地看到銅刀口9上的基線。再轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使刀口點(diǎn)的基線與

6、讀數(shù)顯微鏡內(nèi)十字劃線刻度吻合，并計(jì)下初始值。(2)測(cè)銅樣品的楊氏模量。①當(dāng)儀器大約預(yù)熱完成后，計(jì)下讀數(shù)顯微鏡初始值和電壓初始值（一般是零）；①在掛鉤下輕輕的加上20克砝碼，調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡微分旋鈕，使基線與讀數(shù)顯微鏡內(nèi)十字劃線刻度吻合，計(jì)錄下讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)和電壓值；①重復(fù)步驟②，記錄下加砝碼40g、60g、80g、100g的讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)和電壓值；①測(cè)量銅樣品的幾何參量：銅樣品的寬與厚；①測(cè)量支架兩刀口間的距離；①記錄游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器

7、零點(diǎn)誤差?！緦?shí)驗(yàn)表格實(shí)驗(yàn)表格】楊氏模量的測(cè)量基本參數(shù)測(cè)量表1銅材料的長(zhǎng)寬厚尺寸待測(cè)量次數(shù)用直尺測(cè)量橫梁的長(zhǎng)度（mm）d游標(biāo)卡尺測(cè)其寬度b（mm）千分尺測(cè)其厚度a（mm）123平均值（1）霍爾位置傳感器的定標(biāo)霍爾位置傳感器的定標(biāo)在進(jìn)行測(cè)量之前，要求符合上述安裝要求，并且檢查杠桿的水平、刀口的垂直、掛砝碼的刀口處于梁中間，要防止外加風(fēng)的影響，杠桿安放在磁鐵的中間，注意不要與金屬外殼接觸，一切正常后加砝碼，使梁彎曲產(chǎn)生位移；精確測(cè)量傳感器信號(hào)