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电子罗盘

发布时间:2008/6/5 0:00:00 访问次数:1561

  地球上每个地方的地磁场都有固定的方向和大小。本例介绍的电子罗盘利用线性霍尔元
件来检测地磁场的大小和方向,可根据实际需要制作指南针或指北针。
  电路工作原理
  该电子罗盘电路由检测放大电路、指示电路和音频压控振荡器组成,如图2-85所示。



  检测放大电路由霍尔集成电路lcl、电阻器rl-r7、电位器rp和运算放大器集成电路ic2(nl-n4)内部的nl组成。
  指示电路由电阻器r8-rl2、电容器c1、lc2内部的n2、发光二极管vl和电压表pv组成。
  音频压控振荡器由ic2内部的n3、n4、电阻器r13-rl9、电容器c2和晶体管v组成。
  测量时,地磁场的磁感应线穿过霍尔集成电路icl时,icl产生的感应电动势使n1因6脚电位高于5脚电位而输出低电平,n2因2脚电位低于3脚电位而输出高电平,使vl发光,pv有电压指示。磁感应越强,vl的发光亮度越强,pv的电压指示越大;同时,音频压控振荡器的振荡频率升高,扬声器bl发声频率变高。
  元器件选择
  rl-rl9选用1/4w金属膜电阻器或碳膜电阻器。
  rp选用膜式电阻器。
  cl选用耐压值为l6v的铝电解电容器;c2选用高频瓷介电容器。
  vl选用φ5mm的红色发光二极管。
  v选用s9013型硅npn晶体管。
  icl选用cs835或cs6835、dn835、dn6835等型号的线性霍尔集成电路;lc2选用lm324型四运放集成电路。
  pv选用0-5v电压表。
  bl选肋0.5w、8ω的电动式扬声器。
  电路调试
  将电子罗盘作为指北针时,将印制板水平放置,若磁力线斜穿过霍尔集成电路ic1(ic1应与印制线路板平行安装)时,vl发光,pv有电压指示,则应调节rp的阻值,使vl发光状态处于临界状态,即刚好发光,然后将印制板朝北倾斜与地面成地磁倾角γ(磁倾角是指磁场方向与当地水平面之间的夹角,各地的磁倾角不同,北京为57°左右,广州为31°左右,上海为45°左右),此时无磁场穿过icl,vl应熄灭。手持印制板,保持印制板倾斜角度在原地向东和西转动,使vl在有磁场斜穿过lcl时也发光。存转动过程中,只有pv的电压指示最低,vl的发光最暗时,印制板上面的朝向为正北。
  将电子罗盘作为指南针时,将印制板的反面斜朝正南,与地平面夹角为90°一γ,即与水平方向夹角为当地磁倾角的余角。这样,地磁场正好垂直反穿icl,调节rp使vl处于临界熄灭状态。手持印制板保持倾斜角度在原地向东和西旋转一个小角度,使vl能开始发光并达到最亮状态,此时印制板的反面朝南方时vl最暗。
  图2-86是电子罗盘的调试示意图。



  地球上每个地方的地磁场都有固定的方向和大小。本例介绍的电子罗盘利用线性霍尔元
件来检测地磁场的大小和方向,可根据实际需要制作指南针或指北针。
  电路工作原理
  该电子罗盘电路由检测放大电路、指示电路和音频压控振荡器组成,如图2-85所示。



  检测放大电路由霍尔集成电路lcl、电阻器rl-r7、电位器rp和运算放大器集成电路ic2(nl-n4)内部的nl组成。
  指示电路由电阻器r8-rl2、电容器c1、lc2内部的n2、发光二极管vl和电压表pv组成。
  音频压控振荡器由ic2内部的n3、n4、电阻器r13-rl9、电容器c2和晶体管v组成。
  测量时,地磁场的磁感应线穿过霍尔集成电路icl时,icl产生的感应电动势使n1因6脚电位高于5脚电位而输出低电平,n2因2脚电位低于3脚电位而输出高电平,使vl发光,pv有电压指示。磁感应越强,vl的发光亮度越强,pv的电压指示越大;同时,音频压控振荡器的振荡频率升高,扬声器bl发声频率变高。
  元器件选择
  rl-rl9选用1/4w金属膜电阻器或碳膜电阻器。
  rp选用膜式电阻器。
  cl选用耐压值为l6v的铝电解电容器;c2选用高频瓷介电容器。
  vl选用φ5mm的红色发光二极管。
  v选用s9013型硅npn晶体管。
  icl选用cs835或cs6835、dn835、dn6835等型号的线性霍尔集成电路;lc2选用lm324型四运放集成电路。
  pv选用0-5v电压表。
  bl选肋0.5w、8ω的电动式扬声器。
  电路调试
  将电子罗盘作为指北针时,将印制板水平放置,若磁力线斜穿过霍尔集成电路ic1(ic1应与印制线路板平行安装)时,vl发光,pv有电压指示,则应调节rp的阻值,使vl发光状态处于临界状态,即刚好发光,然后将印制板朝北倾斜与地面成地磁倾角γ(磁倾角是指磁场方向与当地水平面之间的夹角,各地的磁倾角不同,北京为57°左右,广州为31°左右,上海为45°左右),此时无磁场穿过icl,vl应熄灭。手持印制板,保持印制板倾斜角度在原地向东和西转动,使vl在有磁场斜穿过lcl时也发光。存转动过程中,只有pv的电压指示最低,vl的发光最暗时,印制板上面的朝向为正北。
  将电子罗盘作为指南针时,将印制板的反面斜朝正南,与地平面夹角为90°一γ,即与水平方向夹角为当地磁倾角的余角。这样,地磁场正好垂直反穿icl,调节rp使vl处于临界熄灭状态。手持印制板保持倾斜角度在原地向东和西旋转一个小角度,使vl能开始发光并达到最亮状态,此时印制板的反面朝南方时vl最暗。
  图2-86是电子罗盘的调试示意图。



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