测试5发电式传感器及其应用.ppt

在传感器内用磁钢给霍尔器件建立磁场 铁磁性齿经过霍尔器件前方时，引起该磁场发生变化； 霍尔器件检测、转换成一个交变信号，内置电路进行放大、整形、输出 5.5.2 霍尔传感器的应用 1）霍尔式转速传感器 对转轴有无阻力矩？ 5.5.2 霍尔传感器的应用 几种霍尔式转速传感器 1 输入轴； 2 转盘； 3 小磁铁（随转盘旋转）； 4 霍尔传感器 为什么采取很多小磁铁？ 5.5.2 霍尔传感器的应用 2）霍尔位置传感器 霍尔传感器测量物体位置 1—带集成电路的霍尔探测器 2—永磁铁 3—导磁铁片 4—软磁铁片 软磁铁片4上下移动，控制流经霍尔板的磁通量，目的是度量软磁铁片的位置。 检测霍尔电压的电子线路只产生0V和12V两个高低电平。 可用作终端位置开关，无接触地监测机器部件的位置。 5.5.2 霍尔传感器的应用 3）霍尔式损伤传感器 霍尔效应钢丝断丝检测装置 1—钢丝绳 2—霍尔元件 3—永久磁铁 钢丝绳通过霍尔元件时，钢丝绳中的断丝改变永久磁铁产生的磁场，会在霍尔板中产生一个脉动电压信号。 对该脉动信号进行放大和后续处理，可确定断丝根数及断丝位置。 还有什么方法可测裂纹？ 5.5.2 霍尔传感器的应用 4）霍尔式位移传感器 当通入电流i于导线ab中，由霍尔效应分析可知，霍尔元件左半产生的霍尔电势VH1和右半产生的霍尔电势VH2方向相反。 当霍尔元件相对于磁极有位移时，c、d两端输出电压差(VH1 - VH2 ) 正比于位移大小。 适于测量微位移和机械振动。 i 霍尔式压力传感器 5.5.2 霍尔传感器的应用 5）霍尔式压力传感器 霍尔传感器特性归纳： （1）一般为半导体材料。由于纯金属中自由电子浓度过高，霍尔效应很微弱，不具有实用价值，所以霍尔元件常用的是各种半导体材料。 （2）尺寸小、特别是厚度很小（薄膜霍尔元件d为1μm左右），可以放到磁场的空隙中，因而很方便；材料的厚度越小，KH就越大，则灵敏度就越大。 （3）输出信号大，灵敏度可达12mV/mA-T。（如外加磁场是o.1T，控制电流若为20mA，则霍尔电压可达24mV。) （4）输出电阻小，只有0.5_100欧姆； （5）建立霍尔电势的时间极短（10-12_10 –14s），因此所测外界信号频率可以很高，频率可以从直流到兆赫。 缺点：灵敏度受温度影响较大，使用中必须采取措施减小温度误差。 5.5.2 霍尔传感器的应用 5.6.1 热电偶传感器原理 1.原理： 利用热电效应，将温度信号转换成电势（毫伏）信号，实现温度的测量 特点： 测温范围宽（1K到3000K）； 测温精确度较高，高温特性好； 体积、热容量及热惯性小，响应快； 结构简单，价格便宜，应用广泛。 应用：可测量点温度和壁面温度，可用于动态温度测量。 工程中常见的热电偶传感器 与热电阻测温方法的区别？ 热电势构成： 热电偶的热电势是由接触电势和温差电势两部分组成： 5.6.1 热电偶传感器原理 导体A 导体B 高温端t 低温端t0 接触电势 金属导体由于材料不同，内部电子密度就不同，接触在一起发生自由电子的扩散现象，在两导体之间形成的电位差。 温差电势 金属导体两端温度不同，导体中自由电子能量就不同，在导体中能量大的电子就会向低能级区扩散，在导体的两端形成电位差。 A EA(T0 , T1 )＝0 T0 T1 1）均质导体定律: 在用同一种均质材料组成的回路中，不论材料的截面积是否一致，无论各处的温度分布如何，该回路中的总热电势等于零。 推论： (1)若要构成一热电偶，必须采用两种不同性质的材料。 (2)由同一种材料组成的闭合回路存在温差时，若回路中产生热电势便说明该材料是不均匀的。此定律可作为检验材质均匀性的原则。 5.6.1 热电偶传感器原理 2.热电偶测温基本定律 T 0 E B (T,T 0 ) E A (T,T 0 ) C T A B T 0 E AB (T) E CA (T 0 ) E BC (T 0 ) 2）中间金属定律: 在热电偶回路中加入第三种导体，只要其两端温度相同，热电偶产生的热电势保持不变。不受第三金属接入的影响。 由此定律可得出如下结论： (1) 可以在热电偶回路中接入仪表（仪表接线处温度相同），以便检测热电势的大小从而测出温度 。 (2)任何金属A或B对另一种金属C的热电势为已知，则该两种金属组成的热电偶的热电势为它们对金属C热电势的代数和。即： 因此可以简化热电偶的选配工作。 5.6.1 热电偶传感器原理 该两点温度相同 开路热电偶 只要A、B电极接入处温度一致