物理实验设计
实 验 设 计
市政与环境工程系给排水科学与工程二班130070208 顾佳奇
应用传感器设计电子称
实验目的
1. 了解霍尔传感器，并且会对传感器进行应用。
2. 用传感器进行设计电子称，并会用其进行称重。可以实际操作进行试验。
实验仪器
CSY-910型传感器系统试验仪：霍尔传感器、电桥、差动放大器、振动圆盘、F/V表、砝码、直流稳压源、
有关旋钮初始位置：直流稳压电源置+（-）2v 档，电压置2v 档，主副电源关闭。
实验原理
不同质量的被测物体，由于其特性不同，会引起传感器不同的反应，把这种反应通过特定的方法或电路转换为电压。一般情况下，利用它们的线性变化关系，在被测物的质量与电压之间建立起对应关系，测出电流电压值，然后就可以得到被测物的质量。霍尔传感器是有两个产生梯度磁场的环形磁钢和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。霍尔元件通过恒定电流时，霍尔电势的大小正比于磁场强度，当霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电压U 取决于其在磁场中的位移量，所以测得霍尔电压的大小便可获知霍尔元件的静位移。若将一个圆盘（即称重平台）和霍尔元件相连，就把霍尔元件的静位移和圆盘上的物体的质量对应起来，也就是说把霍尔电压的大小和圆盘上
的物体的质量对应起来，据此就可以设计一种电子秤。
实验内容
1）首先将差动放大器调零，用连线将差动放大器在正（+）负（—短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮F/V表显示为零，关闭主、副电源。调好后，增益旋钮可以动，但调零旋钮不可再动。
2) 根据图1连线，W1、r 为电桥单位的直流电桥平衡网络的一部分。 装好测微头与振动台吸合，并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。 3）经指导老师检查无误后，开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
4) 上下旋动测微头各3mm 左右，每变化0.5mm 读取相应的电压值， 并记入到表1中，指出线性范围，求出霍尔片的位移与显示电压之间的线性关系。 5) 卸掉测微头，调节W1使电压表指示为零，将一个砝码放到托盘上， 读出显示电压，并填入表2中。
6) 继续放一个砝码放到托盘上，读出显示电压，填入表2中，共累计放5个砝码到托盘上，将显示电压填入表2中。
7) 根据表2内的数据，求出砝码质量与显示电压读数之间的函数关系。
8) 并根据步骤中所得出的霍尔片位移与电压之间的线性关系结合步骤7中所得出的砝码质量与电压之间的关系求得质量与电压之间的转换关系。
9) 将待测物体放到托盘上，读出电压表显示数据。
10) 根据步骤8中所得到的质量与电压之间的转换关系，由待测物体得到的电压求出待测物体的质量。
11) 将待测物体放到标准电子秤上称取物体质量，从而得到实验所设计的电子秤的误差度。
实验数据处理：
将数据填入以上表格。根据表1可以得到下面的坐标图。根据表2可以得出质量和电压之间的关系式：W=U/x
将待测物体的测量电压代入三中得到待测物体质量，进行误差分析。