利用集成開關型霍耳傳感器測定慣性質量

摘 要把集成開關型霍耳傳感器應用于慣性稱實驗中，測定物體的慣性質量，操作簡便，測定精度高，同時能提高實驗的現代化水平。

關鍵詞 集成開關型霍耳傳感器；霍爾效應；慣性質量；慣性稱

中圖分類號：G423.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-489X（2007）06－0072-02

Application of Integrated Hall Switch Sensor inMeasurement ofInerital Mass//Yang Xuefeng

Abstract This artical applies integrated Hall switch sensor to measuring inerital mass in the experiment for inerital steelgard.It can be operated conveniently and the result of survey is very precise.Furthemore，it also enriches the classical physics experiment with morden contents.

Key words integrated Hall switch sensor; Hall effect; Inerital mass; Inerital steelgard

Author's address Department of Physics， Dezhou University， Dezhou， Shandong 253023

1 引言

集成開關型霍耳傳感器簡稱集成霍耳開關，是一種先進的開關式磁敏器件，以其體積小、無觸點、功耗低、抗干擾能力強等諸多優點，在汽車、通訊、電機、印刷、自動監測等領域得到了廣泛應用[1]。筆者把集成開關型霍耳傳感器應用于大學物理慣性稱實驗中，用來測定物體的慣性質量，取得了較好的實驗效果。

2 實驗裝置

2.1 集成開關型霍耳傳感器的結構和工作原理

如圖1所示，集成霍耳開關由穩壓器A、霍耳電勢發生器B、差分放大器C、施密特觸發器D和OC門輸出E 5部分組成[2]。根據霍耳效應[3]，將霍耳片置于與磁場垂直的位置，當有電流流過導體時，霍耳電勢發生器就會有一個霍耳電壓輸出，該電壓經差分放大器放大后，送至施密特觸發器。當施加的磁場達到“工作點”時，施密特觸發器翻轉，OC門輸出端由高電平變為低電平，稱這種狀態為“開”。當施加的磁場達到“釋放點”時，觸發器再次翻轉，OC門輸出端由低電平變為高電平，稱這種狀態為“關”。這樣由于施加磁場的變化，使傳感器完成了一次開關動作。

2.2 實驗裝置

實驗裝置如圖2所示，直徑為4.0mm、厚為2.0mm的釹鐵硼小磁鋼固定在慣性稱稱臺的端面上，UGN3109型集成霍耳開關固定在距磁鋼1.0cm處，霍耳開關與計時計數毫秒儀相連。

3 實驗數據及數據處理

3.1 實驗數據

對圖2所示裝置，用水準儀校準慣性稱稱臂水平，利用集成霍耳開關和計時計數毫秒儀測定空稱的振動周期 ，然后依次加上慣性質量已知的片狀砝碼 ，測定周期 ，加入待測圓柱體后的周期 和 。以上測量每次均測10個周期，重復6次，取平均值。用天平測得兩圓柱體的引力質量分別為m'x1=188.50g，m'x2=103.60g。實驗數據見表1。

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