磁电磁敏式传感器.ppt

被测量： 钢板厚度 —— 电涡流式；差动变压器；电容式（变极距） 被测量： 加速度 —— 压电式；电感式；电容式；电阻式 弹簧片 定极板2 质量块（动极板） 定极板1 绝缘体 a C1 C2 m * * * 6.3.1 磁敏电阻 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 磁敏电阻的结构 等效电路 6.3.1 磁敏电阻 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 利用三端差分型磁敏电阻做成磁头检测微弱信号， 称图形识别器。 MS-F-06型磁敏传感器为日本产InSb（锑化铟）磁场B=0时为R0=0.8kΩ， 当磁感应强度B为0.3T 时，电阻RB约为2.4 kΩ，有较好的磁灵敏度。 电阻值与磁感应强度关系曲线 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 磁图形识别传感器S05A1HFAA检测电路：由磁敏元件、放大整形电路组成； 磁敏电阻工作电压5V， 输出0.3~0.8V， 被检测物体的距离3mm。 6.3.1 磁敏电阻 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 磁敏电阻应用时一般采用恒压源驱动，分压输出，三端差分型电路有较好的温度特性。 这种磁敏传感器呈纯电阻特性，输出信号的变化按字迹间距变化出现，可测磁性齿轮，磁性墨水，磁性条形码，磁带，可识别有机磁性（自动售货机）等。 6.3.1 磁敏电阻 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 磁敏电阻齿轮 巨磁电阻(gmr)磁场传感器 6.3.2 磁敏晶体管 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 器件特点： 长“基区” P-I为掺杂区，本征区I长度较长构成高阻半导体； 磁敏二极管在长“基区”的一侧面设置了复合区 r，r 面是个 粗糙面，载流子复合速度非常高； r 区对面是复合率很小的光滑面，载流子不易复合。 （1）磁敏二极管（锗管2ACM，硅管2DCM） 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 工作过程：加正向电压时，空穴、电子同时注入 I 区 无磁场时B = 0，大部分 P 区空穴注入 N 区，N 区电子注 入 P 区形成电流； 加正向磁场时，由于洛仑磁力作用，空穴电子偏向r区， 并在r区很快复合 ，I 区载流子减小↓，电流减小↓，相当 于电阻增加压降增加↑ ； 加反向磁场时，空穴电子偏向r区背面，复合减少，I区载 流子增加，相当电阻减小电流增加↑，压降减小↓。 （1）磁敏二极管 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 在磁场作用下，磁敏二极管具有磁灵敏度。 输出电压与外加磁场的关系叫磁敏二极管的磁—电特性， 磁敏二极管具有正反磁灵敏度，这是磁阻元件欠缺的。 另外，磁敏二极管正向磁灵敏度大于反向磁灵敏度，需互 补使用。连接时需对臂相同、邻臂相反。 ΔU B E D1 D2 D3 D4 U0 （1）磁敏二极管 磁敏二极管电路符号 6.3.2 磁敏晶体管 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 以锗管NPN型为例：磁敏三极管也是以长基区为特征，有两个PN结，发射极与基极之间的PN 结由长基区二极管构成，有一个高复合区，集电极电流大小与磁场有关。 （2）磁敏三极管 磁敏三极管电路符号 6.3.2 磁敏晶体管 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 加正向磁场 载流子偏向高复合区，集电极电流Ic减小； 加反向磁场 载流子背向高复合区，集电极电流Ic增加； 当基极电流一定，靠外加磁场可以改变集电极电流，这是与普通三极管不同之处； 由于长基区大于扩散长度，所以发射极电流增益β＜1，但 集电极电流有很高的磁灵敏度。 （2）磁敏三极管 6.3.2 磁敏晶体管 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 位移测量 磁敏二极管组成电桥，磁铁处于磁敏元件之间，中间位置时输出电压U0=0；位移时两磁敏元件感受的磁场强度不同，RD1≠RD3，电桥失衡，输出与位移有关。位移方向相反输出极性变化，可判别位移大小和方向。 E D1 D2 D3 D4 U0 S N 涡流流量计 液体流动时，涡轮转动，流速与转速成正比，磁敏晶体管检测到磁性涡轮周期变化近似正弦波波形，频率与齿轮的转速成正比。 频率∝转速∝流量 磁性齿轮 传感器 （3）磁敏晶体管的应用 6.3.2 磁敏晶体管 传感与检测技术 第6章???????磁电式传感器 电感/电容/霍尔式接近开关比较 1. 电感式（电涡流）接近开关工作原理 电感式接近开关属于一种有开关量输出的位置传感器，它由LC高频振荡器和放大处理电路组成，利用金属物体在接近这个能产生电磁场的振荡感应