БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова![](39396_html_53ad4928.gif)
«Физические основы получения информации» Лабораторная работа №1
«Исследование преобразователя Холла»
-
Выполнила:
Карпова В.
Гр. И252
|
| Проверила
| .
| Юлиш В.И.
| Санкт – Петербург
2018
Цель работы – изучить принцип действия, применение и основные характеристики датчиков Холла; исследовать характеристики преобразования датчика; определить основные параметры датчика.
Объект испытаний - датчик Холла.
Оборудование и приборы для выполнения ЛР
В данной лабораторной работе используются измерительное устройство
(Рис.1) :
![](39396_html_5d07dfc3.png) Рис.1
Измерительное устройство: 1-коммутационный блок; 2-место установки разъема блока питания; 3-клеммы выходного напряжения; 4-переключатель датчиков; 5-датчики Холла; 6,7-зонды с датчиками;8-разъем; 9-кабель.
Схема преобразователя Холла
![13.png](39396_html_m5ec43cbf.png)
Порядок выполнения работы
Ознакомились с устройством и руководствами по эксплуатации блоков измерительного устройства (датчик Холла, блок питания, мультиметр).
Получили от преподавателя лабораторную установку с источником постоянного магнитного поля — постоянным магнитом.
Расположили источник МП на стенде в указанном месте, сохранив ориентацию север/юг—как указано на стенде.
Подготовили измерительное устройство к измерениям: присоединили измерительный щуп, мультиметр и источник питания к коммутационному блоку.
Включили источник питания, установили напряжение питания 7,5 В. Помещая щуп с ДХ в намеченные точки, измерили выходной сигнал. При измерении поворачивали щуп вокруг оси до регистрации максимального сигнала. Результаты измерения с торцевой поверхности записали в таблицу 1.
Таблица 1
Результаты измерения выходного сигнала ДХ
| № точки измерения, i
|
В, мТл
|
, В
|
, В
| J= 1
| J= 2
| J= 3
| J= 4
| J= 5
|
| 1
| 75
| 5,13
| 4,76
| 4,73
| 4,93
| 4,95
| 4,900
| 2
| 45
| 4,35
| 4,30
| 4,28
| 4,34
| 4,43
| 4,340
| 3
| 20
| 4,04
| 4,03
| 4,05
| 4,03
| 4,03
| 4,036
| 4
| 14
| 3,84
| 3,85
| 3,84
| 3,86
| 3,89
| 3,856
| 5
| 10
| 3,74
| 3,70
| 3,75
| 3,74
| 3,76
| 3,738
| 6
| 7
| 3,66
| 3,65
| 3,65
| 3,65
| 3,68
| 3,658
| 7
| 6
| 3,62
| 3,60
| 3,61
| 3,59
| 3,63
| 3,610
| 8
| 5,5
| 3,59
| 3,59
| 3,60
| 3,57
| 3,60
| 3,590
| 9
| -2,7
| 3,60
| 3,61
| 3,60
| 3,61
| 3,63
| 3,610
| 10
| -4,6
| 3,64
| 3,64
| 3,64
| 3,65
| 3,67
| 3,648
| 11
| -6,9
| 3,68
| 3,69
| 3,69
| 3,74
| 3,74
| 3,708
| 12
| -9
| 3,78
| 3,80
| 3,78
| 3,82
| 3,82
| 3,800
| 13
| -13,7
| 3,89
| 3,93
| 3,90
| 3,95
| 3,96
| 3,926
| Продолжение таблицы 1
14
| -20,5
| 4,04
| 4,12
| 4,09
| 4,20
| 4,20
| 4,130
| 15
| -33
| 4,50
| 4,50
| 4,30
| 4,60
| 4,56
| 4,492
| 16
| -99
| 6,28
| 6,30
| 6,34
| 6,40
| 6,31
| 6,326
|
Отключили питание, выключили мультиметр, отсоединили измерительный кабель от щупа с датчиком.
Обработка результатов измерений
Вычислили среднее арифметическое значение «k» измерений в каждой точке, по формуле![](39396_html_m2e3ddf1b.gif)
Нанесли экспериментальные точки на график U=f(B). Провели через них экспериментальную кривую. Определили вид эмпирической функции. См рисунок 3.
![](39396_html_m7f5d7f41.png)
Рисунок 3
Вычислили значения переменных, согласно таблице 1, занесли результаты в таблицу 2.
Таблица 2
-
№ точки измерения
|
![](39396_html_156d7dc9.gif)
|
![](39396_html_med8e44f.gif)
|
![](39396_html_22ee2c2f.gif)
|
![](39396_html_2aae4999.gif)
| U= +![](39396_html_62cdfef5.gif)
| 1
| 75
| 2,702
| 5625
| 202,65
| 4,105
| 2
| 45
| 3,260
| 2025
| 146,7
| 3,761
| Продолжение таблицы 2
-
3
| 20
| 3,580
| 400
| 71,6
| 3,474
| 4
| 14
| 3,740
| 196
| 52,36
| 3,405
| 5
| 10
| 3,824
| 100
| 38,24
| 3,359
| 6
| 7
| 3,876
| 49
| 27,132
| 3,325
| 7
| 6
| 3,920
| 36
| 23,52
| 3,313
| 8
| 5,5
| 3,952
| 30,25
| 21,736
| 3,307
| 9
| -2,7
| 4,158
| 7,29
| -11,2266
| 3,213
| 10
| -4,6
| 4,186
| 21,16
| -19,2556
| 3,192
| 11
| -6,9
| 4,238
| 47,61
| -29,2422
| 3,165
| 12
| -9
| 4,300
| 81
| -38,7
| 3,141
| 13
| -13,7
| 4,36
| 187,69
| -59,732
| 3,087
| 14
| -20,5
| 4,522
| 420,25
| -92,701
| 3,009
| 15
| -33
| 4,818
| 1089
| -158,994
| 2,866
| 16
| -99
| 5,403
| 9801
| -534,897
| 2,108
| ∑
| -6,900
| 64,839
| 20116,250
| -447,389
|
|
![](39396_html_1b19d2ab.gif)
![](39396_html_ma66c3da.gif)
Определили средние значения коэффициентов методом наименьших квадратов:
![](39396_html_48d39d32.gif)
![](39396_html_m5a4b0d0.gif)
U= 7.5 В (a0= 4,046536, b0= 0,014287)
Записали эмпирическую функцию преобразования в виде U=![](39396_html_m1088540d.gif)
U= 4,046536+0,014287x
Построили на графике апроксимирующую функцию. Определили вид функции и достоверность апроксимации.
y = 0,014x + 4,046 с достоверностью аппроксимации R² = 0,878
7. Оценили СКО по совокупности отклонений от вычисленных по формуле оценок .
8. Оценили СКО коэффициентов по формулам:
![https://studfiles.net/html/2706/219/html_k24g_xrjzb.4rz5/img-npq7qk.png](39396_html_5178f5c4.png)
![](39396_html_m5e3c42c9.png)
Выводы
В ходе работы были изучены принцип действия и основные характеристики датчика Холла, были исследованы характеристики преобразования датчика и определены его основные параметры.
Исследуемый датчик Холла является аналоговым.
Так же, при построении графика U= f(B) были получены линейные характеристики функции.
Основные параметры датчика:
Чувствительность
U = 7,5 В k = 0,014 В/мТл
Погрешность характеристики преобразования
U = 7,5 В: U = (0,014 ± 0,001)B + (4,046 ± 0,050). |