第4章：常用传感器原理及其测量电路课件.pptVIP

4.2 传感器常用测量电路 一 集成运算放大器 二 电桥电路 三 滤波器 四 调制与解调 通用集成运算放大器； 高输入电阻型运放； 高速型运放； 低失调电压运放； 高精度运放； 斩波稳零运放； 大功率运放； 超声波发生器是利用压电晶体的电致伸缩效应，在电极上施加频率高于20kHz的交流电压，压电晶片就会产生超声机械振动，从而产生超声波。 超声波接收器是在压电晶体的电轴或轴的机械轴的两端面施加某一平率的超声波则在压电晶体的电轴的两个端面出现频率与外加超声波的频率相同的交变电荷，交变电荷的幅值与所施加的超声波精度度成正比； 测速雷达所应用的原理，就是检测发射出的无线电波及反射回来的无线电波之间的频率变化。由这两个不同频率的差值，便可以依据特定的比例关系，计算出该波所碰撞到的物体的速度。即：??? fd=2/c(Kfov)?????? 其中： v---目标运动速度； c---电磁波在空气中的传播速度，是一个常数； fo---雷达的发射频率，是一个已知量； K---单位换算系数为3.6/106； fd---测量到的运动目标引起的多普勒频率，其测量精度由石英晶体振荡器保证，由计算机进行速度换算后送到显示屏显示。 磁性金属和合金材料一般都有这种磁电阻现象，通常情况下，物质的电阻率在磁场中仅产生轻微的减小；在某种条件下，电阻率减小的幅度相当大，比通常磁性金属与合金材料的磁电阻值约高10余倍，称为“巨磁阻效应”（GMR）；而在很强的磁场中某些绝缘体会突然变为导体，称为“超巨磁阻效应”（CMR）。 巨磁阻效应在1988年由德国尤利西研究中心的彼得·格林贝格尔和巴黎第十一大学的艾尔伯·费尔分别独立发现的，他们因此共同获得2007年诺贝尔物理学奖 巨磁阻效应在高密度读出磁头、磁存储元件上有着广泛的应用 案例：转速测量 4.3 常用传感器 2 热敏传感器 1)双金属温度计 把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的。它是一种固体膨胀温度计，可将温度变化转换成机械量变化。 优点： 结构简单 牢固 可靠 防爆 4.3 常用传感器 ??????????????????????????????????????????????????? 4.3 常用传感器 荧光灯启辉器 零线 火线 当电路接通，启辉器两端极片得电，击穿惰性气体而导电（辉光放电），双金属片发热弯曲而与静触板接通形成闭合电路。电路中电流突然中断，使镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电动势，在强电场的作用下，引起管内汞蒸气电离而形成弧光放电. 4.3 常用传感器 启辉器由玻璃管制成的辉光放电管与小电容器并联而成。辉光放电管内有一个U形双金属片，一个固定静止触极电板，称为静触板或静触极，玻璃管内充有氖气或氩气，或氖氩混合的惰性气体。 2)热电温度计(热电偶) 热电效应 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。 4.3 常用传感器 A B T T0 k——玻耳兹曼常数， e——电子电荷量， T——接触处的温度 NA，NB——分别为导体A和B的自由电子密度。 4.3 常用传感器 热电偶测温基本定律 a)均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。 T T0 b)中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动势。 T T0 V 4.3 常用传感器 c)参考电极定律 两种导体A,B分别与参考电极C组成热电偶，如果他们所产生的热电动势为已知，A和B两极配对后的热电动势可用下式求得： A B T T0 = A C T T0 — C B T T0 由于铂的物理化学性质稳定、人们多采用铂作为参考电极。 4.3 常用传感器 4.3 常用传感器 3 热敏电阻传感器 半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、钻、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，它具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。 R T 4.3 常用传感器 4.3 常用传感器 产品 4.3 常用传感器 温控器 应用 汽车发动机传感器 水温感应塞 还广泛应用于空调、暖气、电子体温计等 4.3 常用传感器 4 气敏电阻传感器 气体与人类日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不