Лабораторные / ЭИПИДИ лаба №6.docx
.docxМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Тольяттинский государственный университет»
Институт машиностроения
Кафедра «Промышленная электроника»
Отчет о выполнении лабораторной работы № 6
По учебному курсу «Электронные измерительные приборы и датчики информации»
Датчики магнитного поля
Группа: ЭЭТб-1901а
Студенты: Назаров М.О.
Преподаватель: Токарев Д.Г
Тольятти 2021
Цель работы – изучение принципов работы датчиков магнитного поля, знакомство с основными типами датчиков и экспериментальное снятие их основных характеристик.
Программа работы
Ознакомиться с теоретическим материалом по теме работы.
Измерить зависимость выходного напряжения аналогового датчика Холла от тока катушки индуктивности, используя микроконтроллер со встроенным АЦП.
Рассчитать зависимость магнитной индукции от тока катушки индуктивности.
Снять релейную характеристику цифрового датчика Холла.
Оформить и защитить отчет.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка включает регулируемый источник стабилизированного напряжения с ограничением по току и стенд для изучения цифрового датчика магнитного поля. Каждый стенд для изучения состоит из переключателя для изменения направления тока через катушку индуктивности и разъемов для подключения датчика к микроконтроллеру. Так катушки регулируется изменением напряжения питания, индикация величины тока осуществляется с помощью дисплея источника.
Основная часть
Подключили схему питания катушки индуктивности к лабораторному источнику питания, соблюдая полярность. Установили рукоятку тока в среднее положение, а напряжение – в крайнее левое (ноль). Переключатель направления установили в левое положение (положение вверх). Подключили аналоговый датчик магнитного поля к микроконтроллеру. Включили источник питания. Измерили зависимость выходного напряжения датчика Холла от тока катушки индуктивности, используя программу для микроконтроллера (рисунок 1). Провели измерения с шагом в 1,5 В на источнике. Приняв за нулевую точку 2,54 В и изменение выходного напряжения за 1,4 мВ/Гс, рассчитали величину магнитной индукции для каждой из измеренных точек. Результаты измерений занесли в таблицы 1.
Таблица 1- Данные измерений
U, В |
I, А |
Uвых, В |
B, Гс |
Положение «Вверх |
|||
0 |
0 |
0 |
0,00 |
1,5 |
0,02 |
0,2 |
142,86 |
3,1 |
0,04 |
0,39 |
278,57 |
4,5 |
0,05 |
0,54 |
385,71 |
6 |
0,08 |
0,75 |
535,71 |
7,5 |
0,09 |
0,91 |
650,00 |
9 |
0,11 |
1,08 |
771,43 |
10,5 |
0,13 |
1,21 |
864,29 |
12 |
0,15 |
1,38 |
985,71 |
13,5 |
0,16 |
1,48 |
1057,14 |
15 |
0,18 |
1,6 |
1142,86 |
|
|||
15 |
0,18 |
1,6 |
1142,86 |
13,5 |
0,15 |
1,48 |
1057,14 |
11 |
0,14 |
1,36 |
971,43 |
10,4 |
0,12 |
1,2 |
857,14 |
9 |
0,1 |
1,09 |
778,57 |
7,4 |
0,08 |
0,91 |
650,00 |
6 |
0,07 |
0,79 |
564,29 |
4,4 |
0,05 |
0,62 |
442,86 |
3 |
0,03 |
0,46 |
328,57 |
1,5 |
0,01 |
0,29 |
207,14 |
0 |
0 |
0,1 |
71,43 |
Продолжение таблицы 1
U, В |
I, А |
Uвых, В |
B, Гс |
Положение «Вниз» |
|||
0 |
0 |
0,1 |
71,43 |
-1,4 |
-0,01 |
-0,08 |
-57,14 |
-3,2 |
-0,04 |
-0,3 |
-214,29 |
-4,4 |
-0,05 |
-0,44 |
-314,29 |
-6 |
-0,07 |
-0,6 |
-428,57 |
-7,6 |
-0,09 |
-0,78 |
-557,14 |
-9 |
-0,11 |
-0,93 |
-664,29 |
-10,5 |
-0,12 |
-1,08 |
-771,43 |
-12 |
-0,14 |
-1,22 |
-871,43 |
-13,5 |
-0,15 |
-1,35 |
-964,29 |
-15,1 |
-0,17 |
-1,46 |
-1042,86 |
|
|||
-15,1 |
-0,17 |
-1,46 |
-1042,86 |
-13,5 |
-0,15 |
-1,34 |
-957,14 |
-11,9 |
-0,13 |
-1,21 |
-864,29 |
-10,4 |
-0,11 |
-1,08 |
-771,43 |
-9 |
-0,1 |
-0,97 |
-692,86 |
-7,3 |
-0,08 |
-0,82 |
-585,71 |
-5,9 |
-0,06 |
-0,68 |
-485,71 |
-4,5 |
-0,05 |
-0,55 |
-392,86 |
-3 |
-0,03 |
-0,38 |
-271,43 |
-1,5 |
-0,01 |
-0,21 |
-150,00 |
0 |
0 |
-0,04 |
-28,57 |
По данным таблицы построили график зависимости B(I) (рис. 4), который по форме напоминаем петлю Гистерезиса.
Рисунок 1 – Текст программы для аналогового датчика
Рисунок 2 – Текст программы для цифрового датчика
Составили блок-схему алгоритма работы программы (рисунок 3).
Рисунок 3 – Блок-схема алгоритма
Рисунок 4 – График зависимости магнитной индукции от тока катушки
Рисунок 5 – Работа аналогового датчика
Рисунок 6 – Работа цифрового датчика
Вывод
Изучив принципы работы датчиков магнитного поля, познакомился с типами датчиков и снял экспериментальным путём зависимость магнитной индукции катушки от тока катушки. Создал и настроил программу микроконтроллера по определению выходного уровня цифрового сигнала с помощью оператора «if».