弹簧在外力的作用下产生形变（伸长或缩短），在弹性限度内，弹簧的伸长量Δx与所受拉力的大小F成正比，即：F=kΔx，这就是胡克定律，式中的比例系数k称为弹簧的倔强系数，它的值与弹簧的形状有关。如果知道弹簧相应的伸长量或缩短量Δx，以及施加的外力F就可以根据胡克定律计算出k的值。

本实验所使用的仪器如图1所示。弹簧铅直地悬挂在一个稳定的支架上，弹簧的自由端挂钩上悬挂着质量为M1的物体（在弹性限度内），弹簧自身的质量为M0，这样弹簧和物体构成了一个弹簧振子。如果在弹簧上施加一个在弹性限度以内的外力，比如说增加一个重量为m的物体，弹簧就会有一定的伸长量Δx，利用卡尺小镜上的刻度，我们可以测量出弹簧的位移量。

图1 实验装置示意图

如果给弹簧振子增加一个外力，使物体离开平衡位置少许，当作用在弹簧上的外力撤消后，弹簧振子将在平衡位置附近作简谐振动，它的运动方程为

该方程的解为：

式中的，由此我们可以得到系统的振动周期为：

只要测出弹簧振子的振动周期，就可以计算出弹簧倔强系数   值。同样若已知弹簧的倔强系数   ，测出弹簧振子的振动周期，也可以计算出弹簧的有效质量。 

用霍尔传感器测量弹簧振子振动周期的测量原理如图2所示：

图2 霍尔传感器测量弹簧振子振动周期的测量原理 

集成开关型霍尔传感器是由稳压器A，霍尔电压发生器B（霍尔片），差分放大器C，施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。其工作过程是：从输入端输入电压V   ，经稳压器稳压后加到霍尔片两端。处于磁场中的霍尔片时，会在与外加电压和磁场相垂直的方向上产生霍尔电势差   ，   经差分放大器放大后被送至施密特触发器D整型成方波，然后输送到OC门E输出。 

图3显示了集成开关型霍尔传感器工作曲线，未加磁场前，触发器输出低电位，开关呈 “关”状态。当施加的磁场达到工作点（B ）时，开关呈 “开”状态。继续增加磁场，器件将保持“开”状态。当减小磁场到低于B 时，由于磁滞作用，器件将继续保持“开”状态，直到施加的磁场减小到“释放点”（B ）时，触发器才会翻转。由于在磁滞范围内，输出电压   是不变的，因而开关的输出稳定、可靠。这是集成霍尔开关型传感器的优良特性之一。 

   
图3 集成开关型霍尔传感器工作曲线