发电式传感器及其应用.pptVIP

3光电式传感器光电开关组成：发光二极管LED?被测体调制?光敏晶体管分类对射式反射式用途：计数、有无光电元件发射光源CCD图像传感器CCD（ChargeCoupledDevice）——电荷耦合器件CCD组成：类似马赛克的网格——MOS电容器、聚光镜片以及底层的测量矩阵MOS（MetalOxideSemiconductor）电容器——像素、像点、感光点构成：在P－Si衬底上淀积金属而构成的一只电容器工作原理：在光照射下，感光小单元积聚光生载流子——电荷P－Si金属氧化物载流子/电荷势阱表面势4图像传感器CCD图像传感器CCD图像传感器CCD功能：根据光的强弱积聚相应的电荷，由测量矩阵读出分类：线型、面型或圆型CCD厂商：SONY、Philips、Kodak、Matsushita、Fuji线型CCD传感器1－CCD转移寄存器2－转移控制栅3－积蓄控制电极4－PD阵列（1728）SH－转移控制栅输入端RS－复位控制4图像传感器CMOS图像感光器CMOS（ComplementMetalOxideSemiconductor）——互补金属氧化物场效应CMOS经加工可以作为图像传感器——每个象素由四个晶体管与一个感光二极管构成CCD难以比拟的优势：单一电源运作（省电、标准生产、便宜）缺点：信噪比差、敏感度不够——比CCD传感器低10倍感光度应用：图像输入设备电脑、笔记本电脑、掌上电脑、扫描仪、数码相机、摄像机、指纹认证等900万像素CMOS4图像传感器铝板宽度的自动检测

组成两个CCD线型传感器1、2测量L1、L2，已知Lm?L传感器3＋激光源：补偿由于板厚变化而造成的测量误差对于2m宽的热轧板，最终测量精度可达板宽的土0.025％。4图像传感器二维零件尺寸在线检测二维零件尺寸的在线检测CCD摄像机：零件轮廓形状扫描零件的轮廓形状的可重构零件的各部分尺寸的计算4图像传感器三角法测量图像传感器轮廓测量原理：激光?X平面光幕?轮廓线?反射光幕?2维CMOS阵列?信号处理器?剖面图形(X为轮廓线的长度，Z为轮廓线的高低)通过移动被测物体或传感器?3D测量光幕反射光幕4图像传感器4图像传感器机器人视觉系统组成：机器手＋CCD图像传感器功能识别目标空间定位引导机器手处理目标（分类、搬运和装配）机器人目标定位系统回顾CCD、CMOS优缺点应用：三角法测量——形状检测磁电式传感器图像传感器光电式传感器光电效应：外光电效应、内光电效应几种设计方式：转速、表面测量、光电开关压电式传感器压电效应：力??电荷结构形式（串、并联）、测量电路（电压、电荷测量）应用：加速度计、安装电磁感应：磁通变化在线圈回路产生感应电势变磁通方法：线圈运动、磁阻变化应用：（绝对/相对）速度传感器、转速传感器5霍尔传感器霍尔效应金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势——霍尔电压霍尔电压UH与通过电流I和磁感应强度B成正比d越小，kH就越大（薄膜霍尔元件d为1μm左右）霍尔元件N型半导体材料：锗、硅、锑化铟、砷化铟特性尺寸小、特别是厚度很小，可以放到磁场的空隙中，因而很方便；输出信号大，灵敏度可达12mV/mA-T输出电阻小，只有0.5~100欧姆建立霍尔电势的时间极短（10-12~10–14s），高频测量应用直接测量：磁场B、电流I间接测量：位移、厚度、重量、转速5霍尔传感器开关型霍尔传感器原理在传感器内用稀土磁钢给霍尔器件建立初始磁场——磁偏置传感器前面有铁磁物体时，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，输出开关型霍尔传感器OCH41

输入频率：0～20KHz输出信号：0～20V矩形脉冲

工作电源：12V～24VDC/20mA推荐安装间隙0.8～1.2mm5霍尔传感器霍尔式转速传感器测转速、流速霍尔传感器5霍尔传感器开关型霍尔传感器测位置——发动机曲轴位置检测飞轮上有12个槽，4个槽为一组，分为三组，每组相隔120°，每组中的每个槽也相隔20°飞轮上每组槽通过传感器时，传感器将产生四个脉冲信号每组信号，可被ECU用来确定两缸活塞的位置——各个缸活塞接近上止点的时刻控制喷油和点火触发轮齿式霍尔曲轴位置传感器5霍尔传感器霍尔电流传感器结构：