专利名称：霍尔传感器实验模块和工程教学实验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种教学实验用具，尤其涉及ー种霍尔传感器实验模块及工程教学实验系统。
背景技术：
目前很多高校的工程教学类实验仪器功能固定，多采用仪表、单片机等元件，难以与计算机相连，多数设备缺乏扩展性，某些现有的可以实现模块化的工程教学类实验仪器，显示方面主要靠仪表盘，整体体积较大。
实用新型内容针对目前工程教学类实验仪器整体体积较大的问题，本实用新型提供ー种霍尔传 感器实验模块和工程教学实验系统，能够有效的减小整体实验仪器的体积。—种霍尔传感器实验模块，包括线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器、用于外接直流电机的电机接线端以及用于识别霍尔传感器实验模块的移位寄存器，线性霍尔传感器用于检测外部磁铁的磁场强度并输出线性电压信号，开关型霍尔传感器用于检测外部磁铁的磁场强度并输出方波电压信号，电机接线端、线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器以及移位寄存器均与外部的工程教学实验平台相连。进ー步地，霍尔传感器实验模块还包括用于手动測量线性霍尔传感器电压输出的第一电压测量端。进ー步地，霍尔传感器实验模块还包括用于手动测量开关型霍尔传感器电压输出的第二电压测量端。进ー步地，移位寄存器均为SN74HC16 寄存器。一种工程教学实验系统,包括如上所述的霍尔传感器实验模块，以及工程教学实验平台；工程教学实验平台包括第一信号输入输出接ロ模块、第二信号输入输出接ロ模块、第一电源模块以及第ニ电源模块，线性霍尔传感器与第一信号输入输出接ロ模块和第ー电源模块可插拔式电连接，开关型霍尔传感器与第二信号输入输出接ロ模块以及第ニ电源模块可插拔式电连接，电机接线端与第二电源模块相连。进ー步地，第一信号输入输出接ロ模块包括第一通讯通道端以及模拟信号端，模拟信号端与线性霍尔传感器相连，第一通讯通道端与第一移位寄存器相连，第一移位寄存器与第一电源模块相连。进ー步地，第二信号输入输出接ロ模块包括第二通讯通道端以及数字信号端，数字信号端与开关型霍尔传感器相连，第二通讯通道端与第二移位寄存器相连，第二移位寄存器以及电机接线端均与第二电源模块相连。进ー步地，霍尔传感器实验模块还包括用于显示所述霍尔传感器实验模块工作状态的指示电路，指示电路与第二电源模块连接。[0014]进ー步地，指示电路包括电阻以及发光二极管，发光二极管的阳极与电阻的一端相连，电阻的另一端和发光二极管的阴极均与第二电源模块相连。进ー步地，工程教学实验系统还包括带有磁铁的直流电机，直流电机与霍尔传感器实验模块的电机接线端连接。本实用新型提供的ー种霍尔传感器实验模块和工程教学实验系统，通过将霍尔传感器实验模块搭载在工程教学实验平台上，能够有效的减小整体实验仪器的体积。
图I为本实用新型提供的霍尔传感器实验模块的结构示意图。图2为本实用新型提供的工程教学实验系统的结构示意图。
具体实施方式
下面參照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与ー个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。如图I所示，ー种霍尔传感器实验模块20，包括线性霍尔传感器201、开关型霍尔传感器202、用于外接直流电机的电机接线端203以及用于识别霍尔传感器实验模块20的移位寄存器204，线性霍尔传感器201用于检测外部磁铁的磁场强度并输出线性电压信号，开关型霍尔传感器202用于检测外部磁铁的磁场强度并输出方波电压信号，电机接线端203、线性霍尔传感器201、开关型霍尔传感器202以及移位寄存器204均与外部的工程教学实验平台相连。线性霍尔传感器201包括第一电压输出端Voutl和第一电源输入端Vccl,霍尔传感器实验模块20还包括用于手动測量线性霍尔传感器201电压输出的第一电压测量端207,第一电压测量端207与第一电压输出端Voutl相连。开关型霍尔传感器202包括第二电压输出端Vout2和第二电源输入端Vcc2，霍尔传感器实验模块20还包括用于手动测量开关型霍尔传感器202电压输出的第二电压测量端208，第二电压测量端208与第二电压输出端Vout2相连。优选地，移位寄存器204为SN74HC16 寄存器。如图2所示，ー种工程教学实验系统，包括上述的霍尔传感器实验模块，以及工程教学实验平台10 ；工程教学实验平台10包括第一信号输入输出接ロ模块101、第二信号输入输出接ロ模块103、第一电源模块102以及第ニ电源模块104，线性霍尔传感器201与第一信号输入输出接ロ模块101和第一电源模块102可插拔式电连接,开关型霍尔传感器202与第ニ信号输入输出接ロ模块103以及第ニ电源模块104可插拔式电连接，电机接线端203与第二电源模块104相连。第一信号输入输出接ロ模块101包括第一通讯通道端以及模拟信号端，模拟信号端与线性霍尔传感器201的第一电压输出端Voutl相连，第一通讯通道端与移位寄存器204相连，移位寄存器204与第一电源模块102相连，线性霍尔传感器201的第一电源输入端Vccl与第一电源模块102相连，第一电源模块102为线性霍尔传感器201以及移位寄存器204提供电能。第二信号输入输出接ロ模块103包括数字信号端，数字信号端与开关型霍尔传感器202的第二电压输出端Vout2相连，开关型霍尔传感器202的第二电源输入端Vcc2与第二电源模块104相连，第二电源模块104为开关型霍尔传感器202提供电能，电机接线端203与第二电源模块104相连，第二电源模块104为外接的直流电机提供电能。霍尔传感器实验模块20还包括用于显示霍尔传感器实验模块工作状态的指示电路206，指示电路206与第二电源模块104连接。指示电路206包括电阻R以及发光二极管LED，发光二极管LED的阳极与电阻R的一端相连，电阻R的另一端和发光二极管LED的阴极均与第二电源模块104相连。优选地，工程教学实验系统10还包括带磁铁的直流电机，直流电机与霍尔传感器实验模块20的电机接线端203连接。 以下通过具体实施例进ー步说明本实用新型的工作原理。实验时，霍尔传感器实验模块20插到工程教学实验平台10对应的插槽内，发光二极管LED点亮，表示霍尔传感器实验模块20正常工作。开关型霍尔传感器实验将ー个直流小电机的电机轴上装上一个圆盘状的侧轮片，并在侧轮片上镶上磁铁(图中未示出)，之后将直流小电机接入到电机接线端203上，电机转动时带动侧轮片旋转。第一信号输入输出接ロ模块101和第二信号输入输出接ロ模块103通过虚拟仪器设备与计算机相连(图中未示出)，虚拟仪器通过移位寄存器204识别霍尔传感器实验模块20的采集通道。实验时，第二电源模块104为直流小电机提供电源，直流小电机转动，带动侧轮片上的磁铁转动，每转动ー圈就靠近开关型霍尔传感器202 —次，当磁铁经过开关型霍尔传感器202时会出现电压跳变，其方波通过计算机屏幕显示，在实际应用中，通过分析波形可以获得电机轴上侧轮片的转速。线性霍尔传感器实验将磁铁安装在一个可调节距离的装置上，通过调节磁铁与传感器的距离调节磁场強度，实验中需要手动调节磁铁与传感器的距离，磁铁的N极朝向线性霍尔传感器201吋，磁场越大，即磁铁越靠近传感器时，线性霍尔传感器201输出的电压越高；当磁铁的S极朝向线性霍尔传感器201时，磁场越大，即磁铁越靠近线性霍尔传感器201吋，线性霍尔传感器201输出的电压越低；虚拟仪器设备采集线性霍尔传感器201输出的电压，并在计算机上显示，实际应用中通过采集到的电压测量磁场强度。开关型霍尔传感器202与线性霍尔传感器201内部的霍尔元件的工作原理相同，但对霍尔元件的输出所做的处理不同，开关型霍尔传感器202的输出连接到斯密特触发器，使输出电压变成开关量。此外，还可以将万用表连接到第一电压测量端207或第二电压测量端208测量线性霍尔传感器201或开关型霍尔传感器202的电压输出。本实用新型提供的ー种霍尔传感器实验模块和工程教学实验系统，霍尔传感器实验模块搭载在工程教学实验平台上，能够有效的减小整体实验仪器的体积。[0043]虽然已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人 员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求g在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
权利要求1.ー种霍尔传感器实验模块，其特征在于，所述霍尔传感器实验模块包括线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器、用于外接直流电机的电机接线端以及用于识别所述霍尔传感器实验模块的移位寄存器，所述线性霍尔传感器用于检测外部磁铁的磁场强度并输出线性电压信号，所述开关型霍尔传感器用于检测外部磁铁的磁场强度并输出方波电压信号，所述电机接线端、线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器以及移位寄存器均与外部的工程教学实验平台相连。
2.根据权利要求I所述的霍尔传感器实验模块，其特征在于，所述霍尔传感器实验模块包括用于手动測量所述线性霍尔传感器电压输出的第一电压测量端。
3.根据权利要求I所述的霍尔传感器实验模块，其特征在于，所述霍尔传感器实验模块包括用于手动測量所述开关型霍尔传感器电压输出的第二电压测量端。
4.根据权利要求I所述的霍尔传感器实验模块，其特征在于，所述移位寄存器为SN74HC165D 寄存器。
5.ー种工程教学实验系统，其特征在于，所述工程教学实验系统包括 如权利要求I至4任一所述的霍尔传感器实验模块，以及工程教学实验平台； 所述工程教学实验平台包括第一信号输入输出接ロ模块、第二信号输入输出接ロ模块、第一电源模块以及第ニ电源模块，所述线性霍尔传感器与所述第一信号输入输出接ロ模块和所述第一电源模块可插拔式电连接，所述开关型霍尔传感器与所述第二信号输入输出接ロ模块以及第ニ电源模块可插拔式电连接，所述电机接线端与所述第二电源模块相连。
6.根据权利要求5所述的工程教学实验系统，其特征在干，所述第一信号输入输出接ロ模块包括第一通讯通道端以及模拟信号端，所述模拟信号端与所述线性霍尔传感器相连，所述第一通讯通道端与所述移位寄存器相连，所述移位寄存器与所述第一电源模块相连。
7.根据权利要求5所述的工程教学实验系统，其特征在于，所述第二信号输入输出接ロ模块包括数字信号端，所述数字信号端与所述开关型霍尔传感器相连。
8.根据权利要求5所述的工程教学实验系统，其特征在于，所述霍尔传感器实验模块还包括用于显示所述霍尔传感器实验模块工作状态的指示电路，所述指示电路与所述第二电源模块连接。
9.根据权利要求8所述的工程教学实验系统，其特征在于，所述指示电路包括电阻以及发光二极管，所述发光二极管的阳极与电阻的一端相连，所述电阻的另一端和所述发光ニ极管的阴极均与所述第二电源模块相连。
10.根据权利要求5-9任一所述的工程教学实验系统，其特征在于，所述工程教学实验系统还包括带有磁铁的直流电机，所述直流电机与所述霍尔传感器实验模块的电机接线端连接。
专利摘要本实用新型提供一种霍尔传感器实验模块和工程教学实验系统，其中，霍尔传感器实验模块包括线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器、用于外接直流电机的电机接线端以及用于识别霍尔传感器实验模块的移位寄存器，线性霍尔传感器用于检测外部磁铁的磁场强度并输出线性电压信号，开关型霍尔传感器用于检测外部磁铁的磁场强度并输出方波电压信号，电机接线端、线性霍尔传感器、开关型霍尔传感器以及移位寄存器均与外部的工程教学实验平台相连，本实用新型通过将霍尔传感器实验模块搭载在工程教学实验平台上，能够有效的减小整体实验仪器的体积。
文档编号G09B23/18GK202650368SQ20122019299
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者陈婷, 李兴越, 刘熠 申请人:北京泛华恒兴科技有限公司