霍尔磁性开关模块实验说明书

CS3020CS3020 霍尔磁性开关的应用霍尔磁性开关的应用 电机转速测量电机转速测量 一 实验目的 一 实验目的 1 学习 LabVIEW 软件的使用 2 认识霍尔传感器的工作原理 3 掌握霍尔传感器应用电路的连接及使用方法 二 基本原理 二 基本原理 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器 当一块通有电流的金属或半导体 薄片垂直地放在磁场中时 薄片的两端就会产生电位差 这种现象就称为霍尔效应 两端 具有的电位差值称为霍尔电势 U 其表达式为 U U K K I I B B d d 其中 K 为霍尔系数 I 为薄片中通过的电流 B 为外加磁场 洛仑兹力 Lorrentz 的 磁感应强度 d 是薄片的厚度 由此可见 霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系 霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件 它是在霍尔效应原理的基础上 利用集成封 装和组装工艺制作而成 它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号 同时又具 备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求 霍尔开关的输入端是以磁感应强度 B 来表征的 当 B 值达到一定的程度 如 BH 时 霍尔开关内部的触发器翻转 霍尔开关的输出电平状态也随之翻转 输出端一般采用 晶体管输出 有 NPN PNP 常开型 常闭型 锁存型 双极性 双信号输出之分 其 内部原理图及输入输出转移特性如下图 8 1 和图 8 2 所示 图 8 1 霍尔开关传感器内部原理图 图 8 2 霍尔开关传感器输入输出转移特性 在实验中选用了 TO 92 封装的小型直插式霍尔磁性开关传感器 开关量输出 其外形 如下图 8 3 所示 图 8 3 直插式霍尔磁性开关传感器外观图 霍尔开关具有无触电 低功耗 长使用寿命 响应频率高等特点 内部采用环氧树脂 封灌成一体化 能在各类恶劣环境下可靠的工作 霍尔开关可应用于接近开关 压力开关 里程表等 三 需要的仪器和设备三 需要的仪器和设备 开放式传感器电路实验主板 TS INQ 8U 多通道数据采集模块 CS3020 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量 M 7 模块 M7 元件包 跳线若干 CS3020 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量 vi 如下图 8 4 所示为 CS3020 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量 M7 模块 图 8 4 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量 M7 模块 第一步第一步 用电路模块进行电机转速的测量 用电路模块进行电机转速的测量 1 把电源模块的电源开关拨到 OFF 关闭主板的电源 2 把 CS3020 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量模块 M7 插在实验主板的面包板上 CS3020 霍尔磁性传感器的探头尽量靠近电机转盘 把 5V GND 引到 M7 模块的相 应引脚上 3 把信号输出脚 第 12 脚 用跳线引到信号输出模块的 T4 或 T5 端口 然后用数据 线连接主板的 BNC 座和多通道数据采集模块的通道 5 4 在 TS OSC 7A 开放式传感器电路实验平台 程序 VI 文件夹中打开 CS3020 霍 尔磁性开关的应用 电机转速测量 vi 如下图 8 5 所示 图 8 5 CS3020 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量 5 把电源模块的 12V 5V 电源的开关拨到 ON 一侧 6 运行程序 开始电机转速的测量 7 把 PWM 脉宽调制模块的电源开关 S5 拨到 ON 把功能选择开关 S6 拨 到 Motor 调节电阻 R28 的阻值即可调节电机的转速 将万用表的测量旋钮置于直流 20V 档 将红色 表笔接至脉宽调制模块的 T9 端 黑色表笔接至试验板右侧上端的 GND 端即可 8 先把实验主板上的电源开关拨到 OFF 根据图 8 6 所示的 CS3020 霍尔磁性开 关应用电路原理图在面包板上搭建好实验电路 霍尔传感器的正表面应该与电机转盘 上测得脉宽调制模块的输出直流电压 第二步第二步 进行动手实践完成电机转速的测量进行动手实践完成电机转速的测量的磁铁处在同一水平面 且两者 之间的距离不能太远 搭建好的电路如下图 8 7 所示 图 8 6 霍尔磁性开关应用电路原理图 图 8 7 在面包板上搭建好实验电路 9 确定接线无误后把 12V 12V 5V 5V 电源开关拨到 ON ON 在 TS OSC 7A 开放式传感器电路 实验平台 程序 VI 文件夹中打开 CS3020 霍尔磁性开关的应用 电机转速测量 vi 程序 10 运行程序 开始电机转速的测量 11 把 PWM 脉宽调制模块的电源开关 S5S5 拨到 ON ON 把功能选择开关 S6S6 拨到 Motor Motor 12 调节电阻 R28R28 的阻值即可调节电机的转速 脉宽调制模块的输电压测量方法同上 实验报告要求实验报告要求 1 简述实验目的和原理 2 记录实验数据并填入下表 1 中 表 1 转速 r min 200400600800100012001