3常用传感器与敏感元件详解.ppt

* 3.7 半导体传感器 钢丝绳断丝检测 钢丝绳断丝检测原理 作用在霍尔元件上的磁场主要有 B1：钢丝绳表面漏磁场，大体与钢丝绳轴线平行，霍尔元件平行于钢丝绳轴线时，a=0，不产生霍尔电动势； B2：钢丝绳断口处漏磁场，其与断口宽度、断口在绳股上位置以及霍尔元件与断口之间径向距离有关。霍尔电动势主要由B2决定。 3.7 半导体传感器 采用高灵敏度的单晶锑化铟（InSb）半导体磁敏电阻等器件作为检测传感器，对纸币或支票等含有磁性油墨印刷的文字或符号产生的磁场形状进行识别。 纸币识别设备 自动售货机 * 3.7 半导体传感器 三、气敏传感器 材质：氧化锡、氧化锰等。 工作原理：当气敏元件表面吸附被测气体时，其电导率发生变化。当半导体气敏元件表面吸附气体分子时，由于二者相互接受电子的能力不同，而产生了正离子或负离子吸附，引起表面能带产生弯曲，从而导致电导率变化。 * 3.7 半导体传感器 应用 a.酒精浓度传感器 b.家庭煤气泄漏报警器 c.自动换气扇 * 四、湿敏传感器 3.7 半导体传感器 湿度：空气或其他气体中的水分含量。 湿度传感器：能感受外界湿度变化，并通过湿敏半导体材料的物理或化学性质变化将湿度转换为可用信号的装置。 湿度术语 绝对湿度：在一定温度和压力条件下，每单位体积的混合气体中所含有水蒸气的质量。 相对湿度：气体的绝对湿度与同一湿度下达到饱和状态的绝对湿度之比，用％RH表示。无量纲。 * 3.10 传感器的选用原则 一、灵敏度 二、响应特性 三、线性范围 ※传感器的选用原则 一般来讲，灵敏度越高越好。灵敏度越高，其所能感知的变化量越小，被测量有微小的变化时，传感器就有较大的输出。 x y S2 S1 ?x ?y1 ?y2 在所测频率范围内，传感器的响应特性必须满足不失真测量条件。此外，延迟时间越小越好。对比：物性型，如压电式传感器等；结构型，电容、电感式等。 任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输入和输出呈线性关系。线性范围越宽，传感器工作量程越大。传感器应工作在线性范围内。选用时必须考虑被测量的变化范围，使线性误差在允许范围内。 * 3.10 传感器的选用原则 ※传感器的选用原则 四、可靠性 五、精确度 六、测量方法 七、其它 仪器、装置等产品在规定条件下，在规定的时间内可完成规定功能的能力。故应选用设计、制造良好，使用条件适宜的传感器；在使用过程中，应严格规定使用条件，尽量减轻使用条件的不良影响。 表示传感器输出与被测量真值一致的程度。精确度越高越好，但兼顾经济性、测试目的。对于定性分析，可不要求高的精确度；对于定量分析，则传感器必须有足够的灵敏度。 传感器的工作方式：接触测量（如电阻应变片）与非接触测量（如电涡流位移传感器） 考虑结构简单、体积小、重量轻、价格便宜等条件。 * 练习题 1.描述周期信号的数学工具是 。 A. 相关函数 B. 傅氏级数 C. 傅氏变换 D. 拉氏变换 2.信号 ，是 。 A. 周期信号 B. 随机信号 C. 瞬变信号 3.若测试系统由两个环节串联而成，且环节的传递函数分别为 ，则该系统的传递函数为 。 若两个环节并联时，则总的传递函数为 。 A B C D * 练习题 4.线性系统的叠加原理表明 。 A. 加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响； B.系统的输出响应频率等于输入激励的频率 C. 一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍数 5.电涡流传感器是利用 材料的电涡流效应工作的。 A. 金属导体 B. 半导体 C. 非金属 D. PVF2 6.下列传感器中 是基于压阻效应的。 A. 金属应变片 B. 半导体应变片 C. 压敏电阻 * 练习题 7.一般说来，物性型的传感器，其工作频率范围____。 A较宽 B较窄 C不确定 8.电容式传感器中，灵敏度最高的是____。 A面积变化型 B介质变化型 C极距变化型 9.极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为____。 A电容量微小影响灵敏度 B灵敏度与极距的平方成反比，间距变化大则产生非线性误差 C非接触测量 10压电材料按照一定方向置于交变电场中，其几何尺寸将随之发生变化，这称为____。 A压电 B压阻 C压磁 D逆压电 * 11. 数字信号的特征是———。 A时间上离散、幅值上连续 B时间、幅值上均离散 C时间、幅值上均连续 D时间上连续、幅值上量化 13