2、霍爾位置傳感器及彎曲法楊氏模量的測定

1、實驗實驗二霍爾位置位置傳感器及彎曲法感器及彎曲法楊氏模量的氏模量的測定實驗原理實驗原理本實驗在彎曲法測量固體材料楊氏模量的基礎(chǔ)上，加裝了霍爾位置傳感器。通過霍爾位置傳感器的輸出電壓與位移量線性關(guān)系的定標(biāo)和微小位移量的測量，使學(xué)生了解和掌握微小位移的非電量電測新方法。實驗原理實驗原理1、霍爾位置傳感器霍爾元件置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁場中，在垂直于磁場方向通以電流，則與這二者BI相垂直的方向上將產(chǎn)生霍爾電勢差：HU（1）BIKUH???（1）式

2、中為元件的霍爾靈敏度。如果保持霍爾元件的電流不變，而使其在一個均勻KI梯度的磁場中移動時，則輸出的霍爾電勢差變化量為：（2）ZdZdBIKUH??????（2）式中為位移量，此式說明若為常數(shù)時，與成正比。Z?dZdBHU?Z?圖1為實現(xiàn)均勻梯度的磁場，可以如圖1所示，兩塊相同的磁鐵（磁鐵截面積及表面磁感應(yīng)強(qiáng)度相同）相對放置，即極與極相對，兩磁鐵之間留一等間距間隙，霍爾元件平NN行于磁鐵放在該間隙的中軸上。間隙大小要根據(jù)測量范圍和測量靈敏

3、度要求而定，間隙越小，磁場梯度就越大，靈敏度就越高。磁鐵截面要遠(yuǎn)大于霍爾元件，以盡可能的減小邊緣效應(yīng)影響，提高測量精確度。若磁鐵間隙內(nèi)中心截面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，霍爾元件處于該處時，輸出的霍爾電勢差應(yīng)該為零。當(dāng)霍爾元件偏離中心沿軸發(fā)生位移時，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度不再為零，霍爾元Z件也就產(chǎn)生相應(yīng)的電勢差輸出，其大小可以用數(shù)字電壓表測量。由此可以將霍爾電勢差為零時元件所處的位置作為位移參考零點(diǎn)。霍爾電勢差與位移量之間存在一一對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)位移量較小

4、（），這一對應(yīng)關(guān)mm2?系具有良好的線性。所以應(yīng)變?yōu)椋海?(xRy???根據(jù)虎克定律有：；)(xRyYdSdF??又；dybdS??所以；dyxRybYxdF)()(????對中性面的轉(zhuǎn)矩為：；dyyxRbYydFxd?????2)()(?積分得：；（3）?????????2232)(12)()(aaxRabYdyyxRbYx?對梁上各點(diǎn)，有：；??232)(1)()(1xyxyxR?????因梁的彎曲微?。?；0)(??xy所以有：；（