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1、第三章、传感器测量原理,3.6 磁电式传感器,变换原理:利用电磁感应原理，将被测机械量转换成线圈中的感应电动势输出。特点：灵敏度高，输出功率大，只适用于动态测量。应用：在振动和转速测量中应用广泛,感应线圈的感应电动势U为,磁通变化率与磁场强度、磁阻、线圈与磁场的相对运动速度有关，改变其中一个因素，都会改变线圈的感应电动势。,2 分类,3.6 磁电式传感器,3 动圈式传感器,3.6 磁电式传感器,v,3 动圈式传感器,3.6 磁电式传感器,国产CD-1型振动速度传感器的结构简图。这是一种恒磁通动圈式磁电传感器。其可动部分包括芯杆、阻尼器和工作线圈，通过弹簧片与传感器外壳连接。圆柱形永久磁铁用铝架
2、固定在外壳内，软铁制的外壳同时也是传感器磁系统的磁轭，并起屏蔽作用。磁系统有两个空气隙，一个放置工作线圈，另一个放置阻尼器。传感器输出的感应电势通过引线输出到测量电路。,1.引线 2.7.弹簧片 3.工作线圈 4.芯杆 5.永久磁铁 6.阻尼器 8.外壳,4 磁阻式传感器:由运动着的物体来改变磁路的磁阻，而引起 磁力线增强或减弱，使线圈产生感应电动势,3.6 磁电式传感器,使用简便、结构简单，可用来测量转速、偏心量、振动等,当可动铁芯转动时，磁路的磁阻发生周期性变化，其变化频率f为可动铁芯转速n的2倍。磁路的磁通以同样的频率f变化，因而线圈中输出感应电势，其频率等于磁通的频率f。,第三章、传感
3、器测量原理,3.7 半导体敏感元件传感器,1 磁电转换元件传感器,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，这种物理现象称为霍尔效应。,1)霍尔元件,+,-,霍尔元件应用,3.7 半导体敏感元件传感器,案例：管道裂纹检测,3.7 半导体敏感元件传感器,2)光电池,光生伏特效应指半导体材料P-N结受到光照后产生一定方向的电动势的效应。以可见光作光源的光电池是常用的光生伏特型器件。,常用的有硅光电池,+,-,3、热敏电阻传感器,半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、钴、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，它具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值
4、下降。,典型的热敏电阻元件有圆形、杆形和珠形等，其结构及温度特性如图所示。,3.7 半导体敏感元件传感器,应用,温控器,热敏电阻,3.7 半导体敏感元件传感器,4 气敏电阻传感器,气敏传感器是利用气敏半导体材料，如氧化锡、氧化锰等金属氧化物制成敏感元件，当它们吸收了气体烟雾，如一氧化碳、醇等时，会发生还原反应，放出热量，使元件温度相应增高，电阻发生变化。,气敏传感器应用较广泛的是用于防灾报警，如煤气、或有毒气体报警，也可用于对大气污染监测、CO气体测量、酒精浓度探测等方面。,烟雾报警器,酒精传感器,二氧化碳传感器,第三章、传感器测量原理,3.8传感器选用原则,选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。,3.8传感器选用原则,2 响应特性,传感器的响应特性是指在所测频率范围内，保持不失真的测量条件。实际上传感器的响应总不可避免地有一定延迟，但总希望延迟的时间越短越好。(光电、压电；电容、电感、磁电式）,3.8传感器选用原则,4 可靠性,可靠性是表示传感器在规定条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力。影响传感器可靠性的因素是时间与环境。（电阻应变式、变间隙型电容）,
