БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устинова
«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) :
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
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
Нанесли экспериментальные точки на график U=f(B). Провели через них экспериментальную кривую. Определили вид эмпирической функции. См рисунок 3.
Рисунок 3
Вычислили значения переменных, согласно таблице 1, занесли результаты в таблицу 2.
Таблица 2
-
№ точки измерения
|
|
|
|
|
U= +
|
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
|
|
Определили средние значения коэффициентов методом наименьших квадратов:
U= 7.5 В (a0= 4,046536, b0= 0,014287)
Записали эмпирическую функцию преобразования в виде U=
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:
  
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). |
Скачать 0.57 Mb.