2磁电、压电与热电式传感器选读.ppt

概述;感应电动势;? 变化的方法： ;2 分类 ;线速度型： 线圈在磁场中作直线运动时， 所产生的感应电动势为： e=NBlvsin? 其中，N：线圈匝数； B：磁场强度； l ：单匝线圈的有效长度； v：线圈与磁场的相对运动速度； ?：线圈运动方向与磁场方向的夹角； 当传感器结构一定时，N、B、l、? 为常数，则 ;角速度型： 当线圈在磁场中旋转时， 产生的感应电动势为： e=kNBA? 其中，N：线圈匝数； B：磁场强度； A：单匝线圈的截面积； ?：角速度； k ：与结构有关的系数，k1。 当传感器结构一定时， N 、B、l、?、A、k为常数，则： ;动铁式;;根据位移、速度、加速度间的积分、微分关系，可通过磁电式传感器经过一定的信号处理电路测量位移与加速度。 ;在相位上电压比电流越前90o。因电流相量乘上算子j后，即向前(逆时针方向)旋转90o。 ;;注意： ;动圈式传感器 ;磁阻式 ;;;磁电式测转速;磁阻式传感器 ;车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内， 磁电式车速传感器是一个模拟交流信号发生器，它们产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。这两个线圈接线柱是传感器输出的端子，当由铁质制成的环状翼轮(有时称为磁组轮)转动经过传感器时，线圈里将产生交流电压信号。 ??? 磁组轮上的逐个齿轮将产生一一对应的系列脉冲，其形状是一样的。输出信号的振幅(峰对峰电压)与磁组轮的转速成正比(车速)，信号的频率大小表现于磁组轮的转速大小。 ;五 压电式传感器 ; 2、压电式传感器及其等效电路 ; 压电式传感器有电荷及电压两种输出方式。为了增大输出值，压电传感器往往用两个（较多见）或两个以上的晶体串接或并接： ;串联;并联;3.等效电路 ;简化等效电路;;;;4、测量电路;Ca ;小结：电荷放大器的输出电压与电缆分布电容无关。采用电荷放大器时，即使联接电缆长度在百米以上，其灵敏度也无明显变化，这是电荷放大器的突出优点。这对小信号和远距离测量非常有利，故而电荷放大器应用日益广泛。;4、压电式传感器的特点及应用 ;压力变送器; 应用 广泛应用于冲击、振动及动态力的测量。 ;; 光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电效应。 ;;1.光电效应及光电器件 ;;光电子逸出时的初始动能 Ek与光的频率有关 频率高，则动能大 逸出功因材料不同而异，材料都有一个频率限，入射光的频率低于频率限，不论光强多大，也不能激发出电子； 入射光的频率高于频率限，光线微弱也会有光电子发射 ——该频率限称为“红限频率” 光的波长范围是390nm - 780nm 波长 最短的是紫光，其次是蓝光、青光、绿光、黄光、橙光、红光。  ;; ;光电效应;光电池;; 硅光电池也称硅太阳能电池，它是用单晶硅制成。硅太阳能电池具有轻便、简单，不会产生气体或热污染，易于适应环境。因此凡是不能铺设电缆的地方都可采用太阳能电池，尤其适用于为宇宙飞行器的各种仪表提供电源。 ;光电倍增管; ;原理：光敏电阻在受到光的照射时，由于内光电效应使其导电性能增强，电阻RG值下降，流过负载电阻RL的电流及其两端电压也随之变化。光线越强，电流越大。当光照停止时，光电效应消失，电阻恢复原值。;;1:硫化镉、 2:硫化铊、 3:硫化铅。; ⑤时间常数 当光敏电阻受到光照时，光电流要经过一定时间才能到达稳定值。同样，光照停止后，光电流也要经过一定时间才能恢复到暗电流。 光敏电阻的光电流随光强度变化的惯性，通常用时间常数τ表示。时间常数反映了光敏电阻对光照响应的快慢程度。不同材料的光敏电阻有着不同的时间常数。 ;;光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器 工作原理： 首先将被测量的变化转换成光信号变化 然后通过光电转换元件变换成电信号 可用于检测直接引起光量变化的非电量，如： 光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等 也可用于检验能转换成光量变化的其他非电量，如： 零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度、物体形状、工作状态识别等 ;光照度，即通常所说得勒克司度（lux），表示物体被表