霍尔流体速度传感器a课件

霍尔流体速度传感器项目成员：肖龙胡苏杨深化指导老师：左安友

4/3/20231现状分析4/3/20232目前普遍使用的流体速度传感器4/3/20233本图为螺旋桨式流体速度传感器4/3/20235本图为电子测风仪的实物图4/3/20236对以上传感器的分析虽然传统的流体速度传感器可以分为三杯式和螺旋桨式但其本质都是通过将流体速度信号转化为轴承的角速度信号所以存在以下缺点：1.受作用叶片在转动的同时会对被测流体形成扰动，影响精确测量。2.受作用叶片本身质量较大，当流体速度较小时不能引起它转动，从而精密程度受到限制。3.本身的转动式构造限制了以上传感器的尺寸，不利于传感器向小型化发展。4/3/20237初期设计的缺陷如图红色区域内：由于制作工艺的问题可能导致使用滑动变阻器达不到预想的精度。4/3/20239修改后的方案图其中：1.联接挂坠2.翼形板3.刀口4.沉重板5.铜杠杆（顶端装有型95A型集成霍尔器件）6.磁铁盒7.磁铁（N极相对放置）8.调节架。

4/3/202310本设计的理论支撑1.伯努利方程：p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量即流速高处压力低，流速低处压力高。2.霍尔效应：当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应。这个电势差也被叫做霍尔电势差。

4/3/202311实施方案

如图当流体流过翼形板2时因为翼形板上表面面积小于下表面面积从而引起沉重板4向下弯曲。此时铜杠杆5也向下倒从而引起霍尔器件中的电位变化，通过单片机对信号进行处理使流体速度显示在数码管上。

4/3/202313原理详解1此图为图1中（5）、（6）、（7）部分的原理图磁铁间隙内中心截面柱的磁感应强度为零，霍尔元件处于该处时，输出的霍尔电势差为零，当霍尔元件偏离中心沿Z轴发生位移时，由于磁感应强度不再为零，霍尔元件也就产生相应的电势差输出，其大小可以用数字电压表测量。由此可以将霍尔电势差为零时元件所处的位置作为位移参考零点。从而确定了霍尔电势差与位移之间一一对应的关系，当位移量小于2mm时，这一对应关系具有良好的线性。4/3/202314原理详解2由以下方程可以测得翼型板所受重力与翼型板受液体作用力的合力Mg。其中：d为两刀口之间的距离，a为承重板的厚度，b为承重板的宽度，△Z为承重板中心由于外力作用而下降的距离（由霍尔元件传出的电势差确定），Y为承重板的杨氏模量。4/3/202315预期成果1.获取国家专利一项2.制作出实物3.研究总结报告一份4/3/202317项目可行性评估1.本项目成员及指导老师有信心有能力完成本项目。2.本项目的整体设计已经完成。3.本项目所用实验设备均为理学院实验室现有设备：FD-HY-I杨氏模量实验仪4/3/202318本项目可行性评估4.项目成员有过参加电子设计大赛的经历，可以完成单片机编程及电路设计。5.项目成员有过专利申请经历，对申请专利的流程比较了解，可以完成本项目的专利申请。本图为硅压力传感器4/3/202319经费预算项目总经费专