實驗6 霍爾傳感器測楊氏模量

1、實驗6霍爾傳感器測楊氏模量第1頁共4頁創(chuàng)建時間：20071179:38:00實驗實驗6霍爾傳感器測楊氏模量霍爾傳感器測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量微小位移，可以改進(jìn)傳統(tǒng)粱彎曲法實驗中的測量方法，使古老的實驗又增添新的技術(shù)內(nèi)容。而霍爾元件及集成霍爾傳感器具有尺寸小、外圍電路簡單、頻響寬、使用壽命長，特別是抗干擾能力強(qiáng)等特點，近年來被廣

2、泛應(yīng)用于物理量的測量、自動控制及信息處理等領(lǐng)域?！緦嶒?zāi)康膶嶒災(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)掌握粱彎曲法測量金屬板的楊氏彈性模量。3學(xué)會確定靈敏度的方法，并確定儀器的靈敏度。4掌握逐差法處理數(shù)據(jù)?！緦嶒瀮x器實驗儀器】霍爾位置傳感器、霍爾位置傳感器輸出信號測量儀、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器。【實驗原理實驗原理】霍爾傳感器置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁場中，在垂直于磁場的方向通入電流，則會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：(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中移動，則輸出的I霍爾電勢的變化量為：(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為了實現(xiàn)上述均勻梯度磁場，選用兩塊相同的磁鐵。磁鐵平行相對而放，即極相對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的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，霍爾元件處于該處時輸出的霍爾電A勢應(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)電勢輸出，其大小可由數(shù)字電壓表讀出。一般地，將霍爾電勢為零時元件所處的位置作為位移參考點?；魻栯妱菖c位移量之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)位移量較小時（小于2mm），對應(yīng)關(guān)系具有良好的線性，如圖6.2所示。實驗6霍爾傳感

5、器測楊氏模量第3頁共4頁創(chuàng)建時間：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測量儀，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。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)動旋鈕使刀口點的基線與

6、讀數(shù)顯微鏡內(nèi)十字劃線刻度吻合，并計下初始值。(2)測銅樣品的楊氏模量。①當(dāng)儀器大約預(yù)熱完成后，計下讀數(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測量銅樣品的幾何參量：銅樣品的寬與厚；①測量支架兩刀口間的距離；①記錄游標(biāo)卡尺和螺旋測微器

7、零點誤差?！緦嶒灡砀駥嶒灡砀瘛織钍夏Ａ康臏y量基本參數(shù)測量表1銅材料的長寬厚尺寸待測量次數(shù)用直尺測量橫梁的長度（mm）d游標(biāo)卡尺測其寬度b（mm）千分尺測其厚度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；精確測量傳感器信號