專利名稱：霍爾傳感器實驗?zāi)K和工程教學(xué)實驗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種教學(xué)實驗用具，尤其涉及ー種霍爾傳感器實驗?zāi)K及工程教學(xué)實驗系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前很多高校的工程教學(xué)類實驗儀器功能固定，多采用儀表、單片機等元件，難以與計算機相連，多數(shù)設(shè)備缺乏擴展性，某些現(xiàn)有的可以實現(xiàn)模塊化的工程教學(xué)類實驗儀器，顯示方面主要靠儀表盤，整體體積較大。

實用新型內(nèi)容針對目前工程教學(xué)類實驗儀器整體體積較大的問題，本實用新型提供ー種霍爾傳 感器實驗?zāi)K和工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積?！N霍爾傳感器實驗?zāi)K，包括線性霍爾傳感器、開關(guān)型霍爾傳感器、用于外接直流電機的電機接線端以及用于識別霍爾傳感器實驗?zāi)K的移位寄存器，線性霍爾傳感器用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出線性電壓信號，開關(guān)型霍爾傳感器用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出方波電壓信號，電機接線端、線性霍爾傳感器、開關(guān)型霍爾傳感器以及移位寄存器均與外部的工程教學(xué)實驗平臺相連。進ー步地，霍爾傳感器實驗?zāi)K還包括用于手動測量線性霍爾傳感器電壓輸出的第一電壓測量端。進ー步地，霍爾傳感器實驗?zāi)K還包括用于手動測量開關(guān)型霍爾傳感器電壓輸出的第二電壓測量端。進ー步地，移位寄存器均為SN74HC16 寄存器。一種工程教學(xué)實驗系統(tǒng),包括如上所述的霍爾傳感器實驗?zāi)K，以及工程教學(xué)實驗平臺；工程教學(xué)實驗平臺包括第一信號輸入輸出接ロ模塊、第二信號輸入輸出接ロ模塊、第一電源模塊以及第ニ電源模塊，線性霍爾傳感器與第一信號輸入輸出接ロ模塊和第ー電源模塊可插拔式電連接，開關(guān)型霍爾傳感器與第二信號輸入輸出接ロ模塊以及第ニ電源模塊可插拔式電連接，電機接線端與第二電源模塊相連。進ー步地，第一信號輸入輸出接ロ模塊包括第一通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與線性霍爾傳感器相連，第一通訊通道端與第一移位寄存器相連，第一移位寄存器與第一電源模塊相連。進ー步地，第二信號輸入輸出接ロ模塊包括第二通訊通道端以及數(shù)字信號端，數(shù)字信號端與開關(guān)型霍爾傳感器相連，第二通訊通道端與第二移位寄存器相連，第二移位寄存器以及電機接線端均與第二電源模塊相連。進ー步地，霍爾傳感器實驗?zāi)K還包括用于顯示所述霍爾傳感器實驗?zāi)K工作狀態(tài)的指示電路，指示電路與第二電源模塊連接。[0014]進ー步地，指示電路包括電阻以及發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的陽極與電阻的一端相連，電阻的另一端和發(fā)光二極管的陰極均與第二電源模塊相連。進ー步地，工程教學(xué)實驗系統(tǒng)還包括帶有磁鐵的直流電機，直流電機與霍爾傳感器實驗?zāi)K的電機接線端連接。本實用新型提供的ー種霍爾傳感器實驗?zāi)K和工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，通過將霍爾傳感器實驗?zāi)K搭載在工程教學(xué)實驗平臺上，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。

圖I為本實用新型提供的霍爾傳感器實驗?zāi)K的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型提供的工程教學(xué)實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖來說明本實用新型的實施例。在本實用新型的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與ー個或者更多個其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當注意，為了清楚目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。如圖I所示，ー種霍爾傳感器實驗?zāi)K20，包括線性霍爾傳感器201、開關(guān)型霍爾傳感器202、用于外接直流電機的電機接線端203以及用于識別霍爾傳感器實驗?zāi)K20的移位寄存器204，線性霍爾傳感器201用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出線性電壓信號，開關(guān)型霍爾傳感器202用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出方波電壓信號，電機接線端203、線性霍爾傳感器201、開關(guān)型霍爾傳感器202以及移位寄存器204均與外部的工程教學(xué)實驗平臺相連。線性霍爾傳感器201包括第一電壓輸出端Voutl和第一電源輸入端Vccl,霍爾傳感器實驗?zāi)K20還包括用于手動測量線性霍爾傳感器201電壓輸出的第一電壓測量端207,第一電壓測量端207與第一電壓輸出端Voutl相連。開關(guān)型霍爾傳感器202包括第二電壓輸出端Vout2和第二電源輸入端Vcc2，霍爾傳感器實驗?zāi)K20還包括用于手動測量開關(guān)型霍爾傳感器202電壓輸出的第二電壓測量端208，第二電壓測量端208與第二電壓輸出端Vout2相連。優(yōu)選地，移位寄存器204為SN74HC16 寄存器。如圖2所示，ー種工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，包括上述的霍爾傳感器實驗?zāi)K，以及工程教學(xué)實驗平臺10 ；工程教學(xué)實驗平臺10包括第一信號輸入輸出接ロ模塊101、第二信號輸入輸出接ロ模塊103、第一電源模塊102以及第ニ電源模塊104，線性霍爾傳感器201與第一信號輸入輸出接ロ模塊101和第一電源模塊102可插拔式電連接,開關(guān)型霍爾傳感器202與第ニ信號輸入輸出接ロ模塊103以及第ニ電源模塊104可插拔式電連接，電機接線端203與第二電源模塊104相連。第一信號輸入輸出接ロ模塊101包括第一通訊通道端以及模擬信號端，模擬信號端與線性霍爾傳感器201的第一電壓輸出端Voutl相連，第一通訊通道端與移位寄存器204相連，移位寄存器204與第一電源模塊102相連，線性霍爾傳感器201的第一電源輸入端Vccl與第一電源模塊102相連，第一電源模塊102為線性霍爾傳感器201以及移位寄存器204提供電能。第二信號輸入輸出接ロ模塊103包括數(shù)字信號端，數(shù)字信號端與開關(guān)型霍爾傳感器202的第二電壓輸出端Vout2相連，開關(guān)型霍爾傳感器202的第二電源輸入端Vcc2與第二電源模塊104相連，第二電源模塊104為開關(guān)型霍爾傳感器202提供電能，電機接線端203與第二電源模塊104相連，第二電源模塊104為外接的直流電機提供電能?；魻杺鞲衅鲗嶒?zāi)K20還包括用于顯示霍爾傳感器實驗?zāi)K工作狀態(tài)的指示電路206，指示電路206與第二電源模塊104連接。指示電路206包括電阻R以及發(fā)光二極管LED，發(fā)光二極管LED的陽極與電阻R的一端相連，電阻R的另一端和發(fā)光二極管LED的陰極均與第二電源模塊104相連。優(yōu)選地，工程教學(xué)實驗系統(tǒng)10還包括帶磁鐵的直流電機，直流電機與霍爾傳感器實驗?zāi)K20的電機接線端203連接。 以下通過具體實施例進ー步說明本實用新型的工作原理。實驗時，霍爾傳感器實驗?zāi)K20插到工程教學(xué)實驗平臺10對應(yīng)的插槽內(nèi)，發(fā)光二極管LED點亮，表示霍爾傳感器實驗?zāi)K20正常工作。開關(guān)型霍爾傳感器實驗將ー個直流小電機的電機軸上裝上一個圓盤狀的側(cè)輪片，并在側(cè)輪片上鑲上磁鐵(圖中未示出)，之后將直流小電機接入到電機接線端203上，電機轉(zhuǎn)動時帶動側(cè)輪片旋轉(zhuǎn)。第一信號輸入輸出接ロ模塊101和第二信號輸入輸出接ロ模塊103通過虛擬儀器設(shè)備與計算機相連(圖中未示出)，虛擬儀器通過移位寄存器204識別霍爾傳感器實驗?zāi)K20的采集通道。實驗時，第二電源模塊104為直流小電機提供電源，直流小電機轉(zhuǎn)動，帶動側(cè)輪片上的磁鐵轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)動ー圈就靠近開關(guān)型霍爾傳感器202 —次，當磁鐵經(jīng)過開關(guān)型霍爾傳感器202時會出現(xiàn)電壓跳變，其方波通過計算機屏幕顯示，在實際應(yīng)用中，通過分析波形可以獲得電機軸上側(cè)輪片的轉(zhuǎn)速。線性霍爾傳感器實驗將磁鐵安裝在一個可調(diào)節(jié)距離的裝置上，通過調(diào)節(jié)磁鐵與傳感器的距離調(diào)節(jié)磁場強度，實驗中需要手動調(diào)節(jié)磁鐵與傳感器的距離，磁鐵的N極朝向線性霍爾傳感器201吋，磁場越大，即磁鐵越靠近傳感器時，線性霍爾傳感器201輸出的電壓越高；當磁鐵的S極朝向線性霍爾傳感器201時，磁場越大，即磁鐵越靠近線性霍爾傳感器201吋，線性霍爾傳感器201輸出的電壓越低；虛擬儀器設(shè)備采集線性霍爾傳感器201輸出的電壓，并在計算機上顯示，實際應(yīng)用中通過采集到的電壓測量磁場強度。開關(guān)型霍爾傳感器202與線性霍爾傳感器201內(nèi)部的霍爾元件的工作原理相同，但對霍爾元件的輸出所做的處理不同，開關(guān)型霍爾傳感器202的輸出連接到斯密特觸發(fā)器，使輸出電壓變成開關(guān)量。此外，還可以將萬用表連接到第一電壓測量端207或第二電壓測量端208測量線性霍爾傳感器201或開關(guān)型霍爾傳感器202的電壓輸出。本實用新型提供的ー種霍爾傳感器實驗?zāi)K和工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，霍爾傳感器實驗?zāi)K搭載在工程教學(xué)實驗平臺上，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。[0043]雖然已經(jīng)詳細說明了本實用新型及其優(yōu)點，但是應(yīng)當理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本實用新型的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人 員從本實用新型的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本實用新型可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求g在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。
權(quán)利要求1.ー種霍爾傳感器實驗?zāi)K，其特征在于，所述霍爾傳感器實驗?zāi)K包括線性霍爾傳感器、開關(guān)型霍爾傳感器、用于外接直流電機的電機接線端以及用于識別所述霍爾傳感器實驗?zāi)K的移位寄存器，所述線性霍爾傳感器用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出線性電壓信號，所述開關(guān)型霍爾傳感器用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出方波電壓信號，所述電機接線端、線性霍爾傳感器、開關(guān)型霍爾傳感器以及移位寄存器均與外部的工程教學(xué)實驗平臺相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的霍爾傳感器實驗?zāi)K，其特征在于，所述霍爾傳感器實驗?zāi)K包括用于手動測量所述線性霍爾傳感器電壓輸出的第一電壓測量端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的霍爾傳感器實驗?zāi)K，其特征在于，所述霍爾傳感器實驗?zāi)K包括用于手動測量所述開關(guān)型霍爾傳感器電壓輸出的第二電壓測量端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的霍爾傳感器實驗?zāi)K，其特征在于，所述移位寄存器為SN74HC165D 寄存器。
5.ー種工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述工程教學(xué)實驗系統(tǒng)包括 如權(quán)利要求I至4任一所述的霍爾傳感器實驗?zāi)K，以及工程教學(xué)實驗平臺； 所述工程教學(xué)實驗平臺包括第一信號輸入輸出接ロ模塊、第二信號輸入輸出接ロ模塊、第一電源模塊以及第ニ電源模塊，所述線性霍爾傳感器與所述第一信號輸入輸出接ロ模塊和所述第一電源模塊可插拔式電連接，所述開關(guān)型霍爾傳感器與所述第二信號輸入輸出接ロ模塊以及第ニ電源模塊可插拔式電連接，所述電機接線端與所述第二電源模塊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在干，所述第一信號輸入輸出接ロ模塊包括第一通訊通道端以及模擬信號端，所述模擬信號端與所述線性霍爾傳感器相連，所述第一通訊通道端與所述移位寄存器相連，所述移位寄存器與所述第一電源模塊相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述第二信號輸入輸出接ロ模塊包括數(shù)字信號端，所述數(shù)字信號端與所述開關(guān)型霍爾傳感器相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述霍爾傳感器實驗?zāi)K還包括用于顯示所述霍爾傳感器實驗?zāi)K工作狀態(tài)的指示電路，所述指示電路與所述第二電源模塊連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述指示電路包括電阻以及發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的陽極與電阻的一端相連，所述電阻的另一端和所述發(fā)光ニ極管的陰極均與所述第二電源模塊相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一所述的工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在于，所述工程教學(xué)實驗系統(tǒng)還包括帶有磁鐵的直流電機，所述直流電機與所述霍爾傳感器實驗?zāi)K的電機接線端連接。
專利摘要本實用新型提供一種霍爾傳感器實驗?zāi)K和工程教學(xué)實驗系統(tǒng)，其中，霍爾傳感器實驗?zāi)K包括線性霍爾傳感器、開關(guān)型霍爾傳感器、用于外接直流電機的電機接線端以及用于識別霍爾傳感器實驗?zāi)K的移位寄存器，線性霍爾傳感器用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出線性電壓信號，開關(guān)型霍爾傳感器用于檢測外部磁鐵的磁場強度并輸出方波電壓信號，電機接線端、線性霍爾傳感器、開關(guān)型霍爾傳感器以及移位寄存器均與外部的工程教學(xué)實驗平臺相連，本實用新型通過將霍爾傳感器實驗?zāi)K搭載在工程教學(xué)實驗平臺上，能夠有效的減小整體實驗儀器的體積。
文檔編號G09B23/18GK202650368SQ20122019299
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者陳婷, 李興越, 劉熠 申請人:北京泛華恒興科技有限公司