转速测量实验：霍尔、光电、磁电传感器的安装及测量方法

【实验目的】

掌握光纤式传感器和霍尔传感器用于测量转速的方法。

【实验原理】

（1）光纤式传感器探头对旋转体被测物反射光的明显变化产生的电脉冲，经电路处理即可测量转速。

（2）利用霍尔效应表达式UH=KH IB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周，磁场就变化N次，霍尔电势相应变化N次，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速（转速=60×频率/12）

【实验仪器与设备】

光纤式传感器、光纤式传感器实验模块、霍尔传感器、霍尔传感器实验模块、转速/频率数显表、±15 V直流源、转速对应电压调节2～24 V，转动源模块。

【实验步骤】

1.光纤式传感器实验

（1）光纤式传感器按图8.3.1装于传感器支架上，使光纤探头与电动机转盘平台中磁钢反射点对准。

（2）接“光纤位移特性实验”的连线图，将光纤式传感器实验模块输出Vo1与数显电压表Vi端相盘，使探头避开反射面（暗电流）。合上主控箱电源开关，调节Rw2使数显表显示接近零（≥0），此时Rw1处于中间位置。

（3）用手转动圆盘，使光纤探头对准反射点，调节升降支架高低，使数显表指示最大，重复（1）、（2）步骤，直至两者的电压差值最大，再将Vo1与转速/频率数显表Fi输入端相接，数显表波段开关拨到转速挡。

图8.3.1　霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图

（4）将转速调节2～24V，接入转动电源24V插孔上，使电动机转动。逐渐加大转速源电压，使电动机转速盘加快转动，固定某一转速，观察并记下数显表上的读数n1。(www.xing528.com)

（5）固定转速源电压不变，将选择开关拨到频率测量挡，测量频率，记下频率读数，根据转盘上的测速点数折算成转速值n2。

（6）将实验步骤（4）与实验步骤（3）比较，以转速n1作为真值计算2种方法的测速误差（相对误差），相对误差r=[（n1-n2）/n1]×100%。

2.霍尔传感器

（1）根据图8.3.1，将霍尔传感器装于传感器支架上，探头对准反射面的磁钢。

（2）将直流源加于霍尔元件电源输入端。红色线接+5 V，黑色线接地。

（3）将霍尔传感器输出端（蓝色线）插入数显单元Fi端。

（4）将转速调节中的2～24 V转速电源引到转动源的2～24 V插孔。

（5）将数显单元上的转速/频率表波段开关拨到转速挡，此时数显表指示转速。

（6）调节电压使转动速度变化。观察数显表转速显示的变化。

【注意事项】

（1）连接电路时，必须断开控制台的电源，连接完成后经指导教师检查同意方可接通电源；

（2）插拔导线及调节仪器旋钮时，力量要适度，严禁损坏设备和违规操作；

（3）实验结束后，应先关闭仪器电源开关，再拔下电源插头，避免仪器受损。

（4）2～3人一组进行操作练习，并仔细记录测试过程中的数据；

（5）实验结束后，整理好仪器设备方可离开，并及时完成实验报告。