18,19传感器教学教材.ppt

第三章：机械参数检测与接口电路;测试技术;来 自 外 界 的 刺 激 ;机械系统计算机控制框图;传感器概述 ;1.按被测物理量分：位移、速度、力、压力、扭矩、时间、温度传感器等。;电阻式传感器;应变式传感器;;ｄＲ／Ｒ＝（1＋2 μ）εX＋ｄＰ／Ｐ;结论：应变灵敏度系数K与两个因数有关： 1. （1＋2 μ）表示导体几何尺寸变形 所引起电阻的变化。 2. ｄＰ／Ｐ ;测量电路;;UAB=;当桥路中一个桥臂上的电阻为应变片电阻时 1.单臂电桥：U0=E △R/4R＝Ekε/4;电桥电路的特点： 1.相邻桥臂应变片受力相反 2.相对桥臂应变片受力相同;电容式传感器;应用:1. 电容测厚仪;电涡流式传感器; 主轴;压电式传感器;二、压电材料;三、工作原理（以SiO2为例）;Z(光轴）;Si;;Si;Si;2. 压电元件的常用结构形式;3. 串联;光电式传感器;(1)光敏二极管;(2)光敏三极管;应用:;;开放式：量程1440mm，分辨力0.01?m;光栅传感器原理 (莫尔条纹);IC1;;END ;霍尔式传感器(Hall tipe transducer);二. 霍尔效应的产生:可利用导体或半导体中的载流子在磁场中受到洛伦磁力的作用来说明.;2.电场力FE:单位正电荷在电场中所受到的力.;三.工作原理;四. 霍尔效应产生的过程:;V;汽车上的霍尔器件 ?在轿车电路上经常可以看到“霍尔”（Hall）这个名称，例如桑塔纳2000点火系统就有一只霍尔传感器，专门给发动机电控单元（ECU）提供电压信号。那么霍尔器件起到什么作用呢？这里涉及一个“霍尔效应”的问题，霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现，如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(Iv)，该磁场的方向垂直于所施加电压的方向，那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH)，人们将这个电压叫做霍尔电压，产生这种现象被称为霍尔效应。根据霍尔效应做成的霍尔器件，就是以磁场为工作媒体，将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出，使之具备传感和开关的功能。讫今为止，已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有：在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关，等等。例如汽车点火系统，设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器，用作点火脉冲发生器。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压，控制电控单元（ECU）的初级电流。相对于机械断电器而言，霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护，能够适应恶劣的工作环境，还能精确地控制点火正时，能够较大幅度提高发动机的性能，具有明显的优势。用作汽车开关电路上的功率霍尔电路，具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道，轿车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而在汽车上有许多灯具和电器件，尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。霍尔器件通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换；可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。目前的霍尔器件都可承受一定的振动，可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作，全部密封不受水油污染，完全能够适应汽车的恶劣工作环境。;检测传感器与计算机的接口技术;2．继电器;3．接触器 ;二、数字量接口电路 ;;