[信息与通信]常用传感器.ppt

图 2# 几种直线拟合方法(a) 理论拟合； (b) 过零旋转拟合； (c) 端点连线拟合； (d) 端点平移拟合 4.2 应变式传感器 1 工作原理 2 电阻应变片特性 3 电阻应变片的测量电路 4 应变式传感器应用 4.4 电容式传感器 图5 电容式角位移传感器原理图 2 电容式传感器的灵敏度及非线性 图8 差动平板式电容传感器结构 3 电容式传感器的测量电路 4 电容式传感器的应用 4.4 电 感 式 传 感 器 1 变磁阻式传感器 2 差动变压器式传感器 4.5电涡流式传感器 4.6 压电式传感器 1 压电效应及压电材料 2 压电式传感器测量电路 3 压电式传感器的应用 4.7 磁电式传感器 4.8 光电式传感器 4.9 霍尔式传感器 4.10 光 纤 传 感 器 4. CCD图像传感器应用 CCD图像传感器在许多领域内获得广泛的应用。 前面介绍的电荷耦合器件(CCD)具有将光像转换为电荷分布，以及电荷的存储和转移等功能， 所以它是构成CCD固态图像传感器的主要光敏器件，取代了摄像装置中的光学扫描系统或电子束扫描系统。 CCD图像传感器具有高分辨力和高灵敏度，具有较宽的动态范围，这些特点决定了它可以广泛用于自动控制和自动测量，尤其适用于图像识别技术。 CCD图像传感器在检测物体的位置、工件尺寸的精确测量及工件缺陷的检测方面有独到之处。下面是一个利用CCD图像传感器进行工件尺寸检测的例子。 图 26 为应用线型CCD图像传感器测量物体尺寸系统。 物体成像聚焦在图像传感器的光敏面上，视频处理器对输出的视频信号进行存储和数据处理，整个过程由微机控制完成。 根据几何光学原理，可以推导被测物体尺寸计算公式， 即 式中： n——覆盖的光敏像素数； p——像素间距； M——倍率。 微机可对多次测量求平均值，精确得到被测物体的尺寸。 任何能够用光学成像的零件都可以用这种方法，实现不接触的在线自动检测的目的。 霍尔传感器是基于霍尔效应的一种传感器。1879年美国物理学家霍尔首先在金属材料中发现了霍尔效应, 但由于金属材料的霍尔效应太弱而没有得到应用。随着半导体技术的发展, 开始用半导体材料制成霍尔元件, 由于它的霍尔效应显著而得到应用和发展。 霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、振动等方面的测量。  一、 霍尔效应及霍尔元件 1. 霍尔效应 置于磁场中的静止载流导体, 当它的电流方向与磁场方向不一致时, 载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势, 这种现象称霍尔效应。该电势称霍尔电势。 图 7 - 8 所示, 在垂直于外磁场B的方向上放置一导电板, 导电板通以电流I, 方向如图所示。导电板中的电流是金属中自由电子在电场作用下的定向运动。此时, 每个电子受洛仑磁力fm的作用，fm大小为  fm =eBv （ 7 - 9） 式中: e——电子电荷;  v——电子运动平均速度;  B——磁场的磁感应强度。 fm的方向在图 7 - 8 中是向上的, 此时电子除了沿电流反方向作定向运动外, 还在fm的作用下向上漂移, 结果使金属导电板上底面积累电子, 而下底面积累正电荷, 从而形成了附加内电场EH, 称霍尔电场, 该电场强度为 EH= （7 - 10） 式中UH为电位差。霍尔电场的出现, 使定向运动的电子除了受洛仑磁力作用外, 还受到霍尔电场的作用力, 其大小为eEH，此力阻止电荷继续积累。 随着上、下底面积累电荷的增加, 霍尔电场增加, 电子受到的电场力也增加, 当电子所受洛仑磁力与霍尔电场作用力大小相等、 方向相反时, 即 （２） 光照特性光电池在不同光照度下, 光电流和光生电动势是不同的, 它们之间的关系就是光照特性。 图8 - 13为硅光电池的开路电压和短路电流与光照的关系曲线。 从图中看出, 短路电流在很大范围内与光照强度成线性关系, 开路电压（负截电阻RL无限大时）与光照度的关系是非线性