第8章 电容传感器((河南理工大学)).pptVIP

第八章 电容传感器 8.3 电容式传感器的应用 电容器的容量受三个因素影响，即：极距x、相对面积A 和极间介电常数? 。固定其中两个变 量，电容量C 就是另一个变量的一元函数。只要想办法将被测非电量转换成极距或者面积、介电常数的变化，就可以通过测量电容量这个电参数来达到非电量电测的目的。 一、湿敏电容传感器 结构 特点： （1）电容传感器的介质采用具有吸湿性强的绝缘材料； （2） 电极为多孔电极。 工作原理： 当相对湿度增大时，吸湿性介质吸收空气中的水蒸气，使两块电极之间的介质相对介电常数增加，所以电容量增大。 湿敏电容外形 湿敏电容传感器的安装使用 在野外的使用 二、电容式接近开关 被检测物体可以是导电体、介质损耗较大的绝缘体、含水的物体（例如饲料、人体等） ；可以是接地的，也可以是不接地的。 调节接近开关尾部的灵敏度调节电位器，可以根据被测物不同来改变动作距离。 电容式接近开关在 物位测量控制中的使用 三、电容式差压变送器 霍尔效应演示 当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，向内侧偏移，在半导体薄片的内侧面与外侧面形成电荷的积累，形成电势，建立电场。 磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势 若磁感应强度B不垂直于霍尔元件，而是与其平面的法线成某一角度? 时，实际上作用于霍尔元件上的有效磁感应强度是其法线方向（与薄片垂直的方向）的分量，即Bcos?，这时的霍尔电势为 UH=KHIBcos? 霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。 线性型霍尔特性 当磁场为零时，它的输出电压等于零；当感受的磁场为正向（磁钢的S极对准霍尔器件的正面）时，输出为正；磁场反向时，输出为负。 开关型霍尔集成电路 组成：霍尔元件、稳压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集电极开路输出门）。 当外加磁场强度超过规定的工作点时，OC门由高阻态变为导通状态，输出变为低电平； 当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平。 较典型的开关型霍尔器件如UGN3020等。 开关型霍尔集成电路的外形及内部电路 开关型霍尔集成电路的史密特输出特性 回差越大，抗干扰能力就越强。 霍尔传感器用于测量磁场强度 霍尔元件 霍尔转速表原理 当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。 霍尔式接近开关 当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。 霍尔式接近开关用于转速测量演示 开关型霍尔IC 霍尔电流传感器 将被测电流的导线穿过霍尔电流传感器的检测孔。当有电流通过导线时，在导线周围将产生磁场，磁力线集中在铁心内，并在铁心的缺口处穿过霍尔元件，从而产生与电流成正比的霍尔电压。 霍尔电流传感器演示 铁心 本章小结 （1）磁电感应式传感器感应电势 （1） 霍尔电势 第十章 光电传感器 紫外光电管 当入射紫外线照射在紫外光电管阴极板上时，电子克服金属表面对它的束缚而逸出金属表面，形成电子发射。 紫外管多用于紫外线测量、火焰监测等。 光敏电阻图片 当光敏电阻受到光照时， 阻值减小。 光敏电阻演示 当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，电流增大。 n = 60 f 4 (r/min) 软铁分流翼片 T 线性霍尔IC EH=KH IB 所实现的多媒体界面： （线圈运动） （2）磁电感应式传感器的类型 1.磁电感应式传感器 （3）磁电感应式传感器的结构 磁路系统、线圈、运动机构 （磁通变化） 恒磁通式 变磁通式 （4）磁电感应式传感器测量电路 直接电动势输出-----测量速度； 经积分电路输出------测量位移； 经微分电路输出------测量加速度。 （2）霍尔系数： (3)霍尔灵敏度 2.霍尔传感器 （4）霍尔传感器的参数 μ：电子迁移率 主要内容： 10.1 光电效应 10.2 光电器件 10.3 光纤传感器 10.4 CCD图像传感器 10.5 光栅式传感器 概 述 一、光的分类 （根据波长分类） 红620nm--760nm 橙592nm--620nm 黄578nm-- 592nm