磁电式传感器课件课件.ppt

8.3.6非接触式键盘开关图8-18用霍尔开关集成传感器构成的按钮第63页,共72页，星期六，2024年，5月一、电流的测量图7—12给出了霍尔元件用于测量电流时的工作原理图。标准圆环铁心有一个缺口，用于安装霍尔元件，圆环上绕有线圈，当检测电流通过线圈时产生磁场，则霍尔传感器就有信号输出。若采用传感器为UGN—3501M，当线圈为9匝，电流为20A时，其电压输出约为7.4V。利用这种原理，也可制成电流过载检测器或过载保护装置。第64页,共72页，星期六，2024年，5月五、霍尔式微压力传感器霍尔式微压力传感器的原理如图7—16所示。被测压力使弹性波纹膜盒膨胀，带动杠杆向上移动，从而，使霍尔器件在磁路系统中运动，改变了霍尔器件感受的磁场大小及方向，引起霍尔电势的大小和极性的改变。由于波纹膜盒及霍尔器件的灵敏度很高，所以可用于测量微小压力的变化。第65页,共72页，星期六，2024年，5月第66页,共72页，星期六，2024年，5月本章小结1.试述霍尔效应的定义。2.试说明霍尔系数的物理意义。3.试述霍尔传感器的主要参数。4.简述利用霍尔传感器测量电流、磁感应强度、微位移的原理。5.试举实例说明霍尔传感器的应用。第67页,共72页，星期六，2024年，5月习题1.霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受作用产生的结果。2.半导体材料中的比金属的小得多，因而霍尔常数大，加上半导体中电子的比空穴大，故霍尔元件多采用材料制成。3.减少霍尔元件温度误差的措施有：(1)采用提供控制电流；(2)合理选择。(3)。第68页,共72页，星期六，2024年，5月4.霍尔式传感器基本包括两部分：一部分是弹性元件，将感受的非电量转换成，另一部分是霍尔元件和。5.制造霍尔元件的半导体材料中，目前用的较多的是锗、锑化铟、砷化铟，其原因是（）A.?????半导体材料的乘积灵敏度比金属的大B.?????半导体中电子迁移率比空穴高C.?????半导体材料的电子迁移率比较大D.??半导体较适宜制造灵敏度较高的霍尔元件第69页,共72页，星期六，2024年，5月6.霍尔效应中，霍尔电动势与（）A.乘积灵敏度成反比B.乘积灵敏度成正比C.霍尔元件的厚度成反比D.霍尔元件的厚度成正比7.霍尔效应中，霍尔电动势与（）A.激磁电流成正比B.激磁电流成反比C.磁感应强度成正比D.磁感应强度成反比8.为什么霍尔元件不用金属制作，而用半导体，且用N型半导体制作？9.简述霍尔元件灵敏系数的定义。第70页,共72页，星期六，2024年，5月10.试述霍尔元件的简单结构。11.试述霍尔电势建立的过程。霍尔电势的大小和方向与哪些因素有关？第71页,共72页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第72页,共72页，星期六，2024年，5月*它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号,是有源传感器。由于它输出功率大且性能稳定,具有一定的工作带宽（10～1000Hz）,所以得到普遍应用。**根据以上原理，人们设计出两种磁电式传感器结构：变磁通式和恒磁通式。变磁通式又称为磁阻式，恒磁通式又分为动圈式和动铁式。磁路系统产生恒定的直流磁场，磁路中的工作气隙固定不变，因而气隙中磁通也是恒定不变的。其运动部件可以是线圈（动圈式），也可以是磁铁（动铁式），动圈式和动铁式的工作原理是完全相同的。我们以动圈式为例。**当N、B和la恒定不变时，E与υ=dx/dt成正比，根据感应电动势E的大小就可以知道被测速度的大小。**当壳体随被测振动体一起振动时，由于弹簧较软，运动部件质量相对较大，当振动频率足够高（远大于传感器固有频率）时，运动部件惯性很大，来不及随振动体一起振动，近乎静止不动，振动能量几乎全被弹簧吸收，永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体振动速度，磁铁与线圈的相对运动切割磁力线，从而产生感应电势。**线圈、磁铁静止不动，测量齿轮安装在被测旋转体上，随被测体一起转动。每转动一个齿，齿的凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次，线圈中产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。**相同点检测元