,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,关于“,传感器,”,继续,1,关于“传感器”继续1,压电传感器,压电效应,：某些材料在承受机械应变作用时，内部会产生极化作用，从而在材料的相应表面产生电荷；反之，当它们承受电场作用时会改变几何尺寸。,常见的,压电材料,分为三类：单晶压电晶体，如石英；多晶压电陶瓷，如极化的铁电陶瓷（钛酸钡）；某些高分子压电薄膜。,压电传感器,常用于测量力（力矩）、振动（加速度）等物理量。,2,压电传感器 压电效应：某些材料在承受机械应变作用时，内部会,压电传感器,晶片受外力作用而在两级上产生等量而极性相反的电荷。,若积聚在极板上的电荷无泄漏，则当外力持续作用时电荷量保持不变，当外力撤去时电荷随之消失。,对于压电式力传感器，测量的,力与传感器产生的电荷量成正比,，通过测量电荷值便可求得所施加得力。,压电晶片,串联,并联,等效电荷源,3,压电传感器 晶片受外力作用而在两级上产生等量而极性相反的电,磁电式传感器,磁电式传感器,是一种,将被测物理量转换为感应电动势的装置，亦称电磁感应式或电动力式传感器。,由电磁感应定律,e,=,W,d,/d,t，,感应电动势的大小取决于线圈匝数和穿过线圈的磁通变化率。而磁通变化率又与磁场强度、磁路磁阻及线圈相对于磁场的运动速度有关。,磁电式传感器可分为,动圈式,、,动铁式,、,磁阻式,三类。,4,磁电式传感器 磁电式传感器是一种将被测物理量转换为感应电动,磁电式传感器,线位移式动圈传感器：线圈直线运动切割磁力线，感应电动势,e,=,WBlv,y,正比于线圈运动速度 速度传感器。经微分或积分，还可测量加速度和位移。,线位移式动铁传感器,5,磁电式传感器 线位移式动圈传感器：线圈直线运动切割磁力线，,磁电式传感器,动圈磁电式传感器等效电路,（,图4.76,）,6,磁电式传感器动圈磁电式传感器等效电路（图4.76）6,磁电式传感器,磁阻式传感器,是使线圈和磁铁固定不动，由导磁体的运动来影响磁路的磁阻，从而引起磁场强弱变化，使线圈产生感应电势。,7,磁电式传感器 磁阻式传感器是使线圈和磁铁固定不动，由导磁体,红外辐射检测,物体的温度只要高于绝对零度，就处于“热状态”，其物质原子和分子不断振动、旋转并发生电子跃迁，从而产生电磁波。这些电磁波的波长处于可见光的红光之外，称为“红外线”,红外辐射,近红外,0.76-2.5/,中红外,2.5-25/,远红外,25-1000m,电磁波谱,8,红外辐射检测 物体的温度只要高于绝对零度，就处于“热状态”,红外辐射检测,Stefan-Boltzmann定律：物体辐射强度与其热力学温度的四次方成正比,W,=,T,4,W：单位面积辐射功率，,：,比辐射率(非黑体辐射度/黑体辐射度)，,：,常数,黑体：,在任何温度下能全部吸收任何波长的辐射,=1,灰体：一般物体,1,，不能全部吸收投射到表面的辐射功率，发射热辐射的能力也小于黑体。,9,红外辐射检测 Stefan-Boltzmann定律：物体辐,红外辐射检测,红外探测器,：将红外辐射量转化为电量的装置。,热敏探测器,是利用半导体薄膜在受到红外辐射时产生的热效应，响应时间慢（毫秒级），且在整个红外波长范围内灵敏度基本不变。,光电探测器,是光敏半导体器件，响应快（纳秒级），但必须在低温工作。,10,红外辐射检测 红外探测器：将红外辐射量转化为电量的装置。1,红外辐射检测,辐射温度计,一般用于,800C以上高温测量,受热板人造黑体,11,红外辐射检测辐射温度计一般用于800C以上高温测量受热板,红外辐射检测,红外测温,装置,：被测物热辐射经光学聚焦、光栅调制成一定频率入射到热敏电阻探测器,测温范围0 700,C,，时间常数4 8ms,12,红外辐射检测红外测温装置：被测物热辐射经光学聚焦、光栅调制,霍尔传感器,霍尔传感器属于半导体磁敏器件砷化铟、锑化铟、砷化镓等高阻率半导体材料。,霍尔效应：将霍尔板置于磁场中，板厚一般远小于板宽和板长，在板长方向通以控制电流时，板宽方向会产生电势差,霍尔电压。,（,图4.123,）,13,霍尔传感器 霍尔传感器属于半导体磁敏器件砷化铟、锑化铟,霍尔传感器,霍尔电压与控制电流和磁感应强度成正比：,U,=,k I B,霍尔效应的产生是由于磁场中,洛伦兹力作用,的结果。,霍尔传感器,首先,是用来测磁场的，,此外,用来测量可产生或影响磁场的物理量。,14,霍尔传感器霍尔电压与控制电流和磁感应强度成正比：14,霍尔传感器,大,电流测量（,图4.124,）,15,霍尔传感器 大电流测量（图4.124）15,霍尔传感器,霍尔乘法器（,图4.125,）,UkI,B,*I,R,B,用电器,16,霍尔传感器霍尔乘法器（图4.125）UkIB*IRB用电,霍尔传感器,位置测量（,图4.126,）,17,霍尔传感器位置测量（图4.126）17,霍尔传感器,转速测量（,图4.127,）,18,霍尔传感器转速测量（图4.127）18,霍尔传感器,齿轮转动方向测量（,图4.128,）,19,霍尔传感器齿轮转动方向测量（图4.128）19,霍尔传感器,钢丝绳断丝检测（,图4.129,）,20,霍尔传感器钢丝绳断丝检测（图4.129）20,作 业,通 读,王伯雄工程测试技术,161-269“被测量的获取”,21,作 业通 读21,