01传感器PPT-第三章2.ppt

测转角： 电流传感器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测。 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 铁磁材料裂纹检测 N S 叶片和齿轮位置传感器 应用 案例：汽车速度测量: 二、磁阻元件 磁阻元件是利用半导体材料的磁阻效应来工作的。是一种电阻随磁场变化而变化的磁敏元件，也称MR元件。 若给通以电流的金属或半导体材料的薄片加以与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值就增加。称此种现象为磁致电阻变化效应，简称为磁阻效应。 在磁场中，电流的流动路径会因磁场的作用而加长，使得材料的电阻率增加。若某种金属或半导体材料的两种载流子 (电子和空穴 )的迁移率十分悬殊，主要由迁移率较大的一种载流子引起电阻率变化 ,它可表示为： Ｂ——为磁感应强度； ρ——材料在磁感应强度为Ｂ时的电阻率； ρ0 ——材料在磁感应强度为0时的电阻率； μ——载流子的迁移率。 当材料中仅存在一种载流子时磁阻效应几乎可以忽略，此时霍耳效应更为强烈。若在电子和空穴都存在的材料（如InSb）中，则磁阻效应很强。 磁阻效应还与样品的形状、尺寸密切相关。这种与样品形状、尺寸有关的磁阻效应称为磁阻效应的几何磁阻效应。 长方形磁阻器件只有在L(长度)W（宽度）的条件下，才表现出较高的灵敏度。把LW的扁平器件串联起来，就会零磁场电阻值较大、灵敏度较高的磁阻器件。 磁敏电阻的应用 磁阻元件可用于位移、力、加速度等参数的测量。 磁敏电阻可以用来作为电流传感器、磁敏接近开关、角速度/角位移传感器、磁场传感器等。可用于开关电源、UPS、变频器、伺服马达驱动器、家庭网络智能化管理、电度表、电子仪器仪表、工业自动化、智能机器人、电梯、智能住宅、机床、工业设备、断路器、防爆电机保护器、家用电器、电子产品、电力自动化、医疗设备、机床、远程抄表、仪器、自动测量、地磁场的测量、探矿等。 三、磁敏管 磁敏二极管、三极管是继霍耳元件和磁敏电阻之后迅速发展起来的新型磁电转换元件。它们具有磁灵敏度高（磁灵敏度比霍耳元件高数百甚至数千倍）；能识别磁场的极性（方向）；体积小、电路简单等特点，因而正日益得到重视；并在检测、控制等方面得到普遍应用。 但是磁敏管有较大的噪声、漂移和温度系数。 它们很适合检测微弱磁场的变化，可应用于磁力探伤和借助磁场触发的无触点开关，也用于非接触转速、位移测量。 3.8.2 光敏传感器 光敏传感器是一种光电导元件，其工作原理是利用半导体材料的光电效应。 光敏传感器主要有光敏电阻、光敏管和光电池等。 （1）光敏电阻 当光照射在物体上，使物体的电阻率ρ发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。根据工作原理的不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类。 在光线作用，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化，这种现象被称为光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。 光敏电阻是一种光电导元件，其工作原理是基于半导体材料的内光电效应。 * * 本章学习要求： 1.了解传感器的分类　　　 2.掌握常用传感器工作原理原理 3.了解传感器的选用原则 第三章 常用的传感器 物理量 电量 3.7 压电式传感器 压电式传感器是以具有压电效应的压电器件为核心组成的传感器，已被广泛应用于超声，通信，宇航，雷达和引爆等领域。 压电式传感器是一种可逆型换能器，既可以将机械能转换为电能，又可以将电能转换为机械能。 压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量测量。 压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为与力相关的物理量，例如力、压力、加速度等。 压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来，由于电子技术的飞速发展，随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使压电传感器的使用更为方便。因此，在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。 3.7.1 压电效应 正压电效应（顺压电效应）：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而