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,VL的发光暗时,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能开始发光并达到亮状态,此时印制板的反面朝南方时VL暗。
图2-86是电子罗盘的调试示意图。
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