3.4.2. Логические датчики:

Индукция включения—значение индукции, при которой происходит переход выходного напряжения датчика от низкого к высокому уровню;
Индукция выключения—значение индукции, при которой происходит переход выходного напряжения датчика от высокого к низкому уровню;
Гистерезис—разность между индукциями включения и выключения;
Время переключения—определяется как время изменения выходного сигнала от 10% до 90% его установившегося значения при скачкообразном изменении индукции. Сертифицируется отдельно для нарастания и спада магнитного поля.
Для двухвыводных датчиков сертифицируется ток потребления при низкой индукции (Н) и при высокой (В).

Промышленность выпускает широкую номенклатуру датчиков для измерения индуктивности МП от долей микротеслы до единиц теслы. Напряжение питания датчиков Холла постоянное, от 4.5 до 10.5 В. Ток питания высокоомных ПП достигает десятков, а низкоомных—сотен миллиампер. Чувствительность датчиков Холла с высокоомным ПП достигает сотен милливольт на теслу, а с низкоомным ПП—единиц вольт на теслу.

Диаграмма направленности датчика Холла близка к идеальной, что позволяет использовать его для определения направления вектора напряжённости МП.

Порядок выполнения лр

Ознакомиться с устройством и руководствами по эксплуатации блоков измерительного устройства (датчик Холла, блок питания, мультиметр).
Получить от преподавателя лабораторную установку с источником постоянного магнитного поля — постоянным магнитом.
Расположить источник МП на стенде в указанном месте, сохранив ориентацию север/юг—как указано на стенде.
Подготовить измерительное устройство к измерениям, для чего необходимо:

присоединить измерительный щуп, мультиметр и источник питания к коммутационному блоку.
включить мультиметр и установить режим и диапазон измерений электрического напряжения постоянного тока согласно руководству по эксплуатации;
включить источник питания;

Произвести измерения выходного сигнала в намеченных точках, для чего снять показания мультиметра. Измерения проводить в каждой точке не менее 5 раз. Результаты оформить в виде таблицы (таблица 5)
Отключить питание, выключить мультиметр, отсоединить измерительный кабель от щупа с датчиком. Убрать рабочее место. Сообщить об окончании измерений преподавателю. Сдать оборудование и приборы.

Таблица 5.

№ точки измерения

B, мТл

U_j , В

, В

J=1

J=2

J=3

J=4

J=5

Обработка результатов исследований

Последовательность обработки результатов:

вычислите среднее арифметическое значение к измерений в каждой точке, по формуле ;
вычислите точечную оценку дисперсии j-го измерения ;
вычислите СКО j-го измерения по формуле ;
вычислите СКО среднего по формуле
определите основную допускаемую погрешность прибора в применённом диапазоне измерений _пр.;

вычислите СКО прибора S_пр в предположении равномерного распределения допускаемой погрешности по формуле ;
вычислите суммарное СКО измерений S_сум. по формуле
вычислите суммарную основную допускаемую погрешность измерения _сум по формуле U_i =tS_сум, где t – коэффициент Стьюдена для принятой доверительной вероятности (обычно 0.95) при числе степеней свободы, равном n-2.
результаты вычислений занесите в табл. 5.
Нанесите экспериментальные точки на график U=f(B). Проведите через них экспериментальную кривую. Определите вид эмпирической функции.
Определите средние значения коэффициентов а и bметодом наименьших квадратов:
Вычислите по формулам значения , результаты запишите в таблицу.
Вычислите СКО по формуле:
Оцените СКО коэффициентов по формулам:
Постройтена графике аппроксимирующую функцию
Рассчитайте дисперсию и СКО :
, ,
Определите случайные погрешности aиb:, гдеt– коэффициент Стьюдента, Р – вероятность (принять Р=0,95)