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位移测量装置实训

时间:2022-10-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:对于较大的位移,应设法扩大其线性范围。

一、目的与要求

1.进一步了解霍尔式传感器在工业生产各领域中的应用状况。

2.更好地理解这类传感器的结构原理和工作过程。

3.了解霍尔传感器组成检测或自控系统的基本方法和所需的常用仪表。

4.应认真复习有关霍尔效应及霍尔芯片的基本原理,弄清这类传感器的基本结构。

5.测量的基本要求为:位移测量的相对误差小于1%。

6.认真仔细地做好实训记录,对数据进行必要的处理,及时完成实训报告。

二、实训的基本原理

本次实训的基本原理是用螺旋测微头对霍尔式传感器进行标定,然后根据标定结果来测量未知位移。这是霍尔传感器在静态下的基本应用,由于线性范围较小,这种测量系统只适用于小位移的检测。对于较大的位移,应设法扩大其线性范围。检测系统的组成原理如图附2-2所示,参考接线如图附2-3所示,图中信号处理电路部分由差动放大器、相敏检波器、低通滤波器和移相器组成;采用数字式电压表和双线滤波器来显示测量结果;电源用音频振荡发生器;系统调零用电桥网络来完成。当然,这只是系统组成的参考方案,同学们可以自行的选择组成系统的各个部分,只要能满足测量精度要求就行。

图附2-2 总体框图

图附2-3 参考接线图

三、实训装置

CGQ-YWK1位移测量训练套件、CGQ-014-A静态支架、霍尔传感器和螺旋测微头。

四、内容及步骤

1.按检测要求,结合给出的参考测量系统,自行确定本次实训的电路原理,画出系统组成框图,经指导教师批准后方可实施。

2.对差动放大器进行调零,并检查所有要用到的电路模块,确定都能正常使用后开始按图接线,接线完成后经指导教师检查确认无误,然后开始通电测试。

3.开始对检测系统进行特性标定,旋动测微头,每进给0.1mm读出一个电压值。反复测量,测得多组数据后求出系统的电压灵敏度和线性范围。

4.完成标定后进行未知位移的测量,每加一个未知位移得到一个电压,由电压灵敏度求得未知位移。

5.与螺旋测微头的标准位移进行比较,求出其相对误差的大小,对照测量的精度要求,如果存在较大的差距,应重新设计检测系统再测量,直到满足精度要求为止。

五、注意事项

1.仔细调整磁路部分,使霍尔传感器工作在梯度磁场中,以保证其测量灵敏度。

2.磁路部分的中缝必须与霍尔芯片保持平行,并应使极靴尽量靠近芯片的敏感部分,以达到较好的检测效果。

3.线路的各个节点要保证连接可靠、牢固,不能有松动现象。

4.如果需要拆卸线路板,在拆卸线路板之前一定要将国标电源线拔出,待整理好线及安装好线路板后才能将国标电源线接入训练套件。

六、思考题

1.该系统能否用于较大位移的检测? 为什么?

2.在什么情况下需要使用相敏检波器?

3.试设计一种不接触式霍尔检测计。

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