傳感器原理與應(yīng)用第七章其它傳感器及應(yīng)用

傳感器原理與應(yīng)用第七章其它傳感器及應(yīng)用第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)要求1、學(xué)習(xí)和了解熱電阻傳感器和霍爾傳感器的工作原理；2、掌握熱電阻傳感器和霍爾傳感器的主要參數(shù)和特點；3、了解熱電阻傳感器和霍爾傳感器的應(yīng)用范圍。4、了解壓電式傳感器的工作原理和基本應(yīng)用。第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)熱電阻式傳感器---利于導(dǎo)電物體的電阻率隨溫度變化的溫度電阻效應(yīng)。主要用于溫度以及與溫度有關(guān)的參量的測量。

取一只100W/220V燈泡，用萬用表測量其電阻值，可以發(fā)現(xiàn)其冷態(tài)阻值只有幾十歐姆，而計算得到的額定熱態(tài)電阻值應(yīng)為484

。

第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日第一節(jié)熱電阻式傳感器按照熱電阻的性質(zhì)可分為兩大類：金屬熱電阻半導(dǎo)體熱電阻－－簡稱“熱電阻”－－簡稱“熱敏電阻”第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日易提純、復(fù)現(xiàn)性好的金屬材料才可用于制作熱電阻第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.1熱電阻1.鉑熱電阻－－國際上公認(rèn)的高精度測溫標(biāo)準(zhǔn)傳感器。鉑電阻是用很細(xì)的鉑絲繞在云母支架上制成。在0～630.74℃范圍內(nèi)，鉑電阻與溫度的關(guān)系可以精確表示為：Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)式中A＝3.96847×103B＝-5.847×10-7C＝-4.22×10-12第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日2.銅熱電阻適用于測量精度要求不高，溫度范圍在－50～150℃的場合?！?/p>

銅熱電阻的優(yōu)點是：1.價格便宜2.銅的電阻與溫度幾乎是線性關(guān)系，即Rt=R0(1+t)3.電阻溫度系數(shù)較大，＝（4.25～4.28)×10-3/℃★

銅熱電阻的缺點是：1.電阻率較小，體積較大2.易氧化，使用環(huán)境要求高3.測量溫度范圍小第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日3.其它熱電阻隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對低溫和超低溫的測量提出了迫切要求。1)銦電阻－－高精度低溫電阻銦的熔點為150℃，在4.2～15K溫域內(nèi)的靈敏度比鉑電阻高10倍。缺點是材料軟，復(fù)制性很差。2)錳電阻特點是在63～2K低溫范圍內(nèi)，電阻隨溫度變化很大，靈敏度高。缺點是脆性大，難以控制成絲。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日薄膜型及普通型鉑熱電阻第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日小型鉑熱電阻第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日防爆型鉑熱電阻第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日汽車用水溫傳感器及水溫表銅熱電阻第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)查“鉑熱電阻分度表”附錄鉑熱電阻分度表

第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日鉑電阻溫度顯示、變送器第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.2半導(dǎo)體熱敏電阻

由金屬氧化物（如錳、鎳、銅和鐵的氧化物）粉料按一定配方擠壓成型，經(jīng)過1000～1500℃高溫?zé)Y(jié)而成。

熱敏電阻的優(yōu)點是溫度系數(shù)大、體積小、熱慣性小。

熱敏電阻是非線性電阻。主要表現(xiàn)在電阻值與溫度間呈指數(shù)關(guān)系；電流隨電壓的變化不服從歐姆定律。第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日熱敏電阻的外形、結(jié)構(gòu)及符號a）圓片型熱敏電阻b）柱型熱敏電阻c）珠型熱敏電阻d）鎧裝型e）厚膜型f）圖形符號1—熱敏電阻2—玻璃外殼3—引出線4—紫銅外殼5—傳熱安裝孔

第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.3半導(dǎo)體熱敏電阻的特性按半導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性分為三種類型：1、負(fù)電阻溫度系數(shù)熱敏電阻NegativeTemperatureCoefficient2、正電阻溫度系數(shù)熱敏電阻PositiveTemperatureCoefficient3、臨界溫度熱敏電阻CriticalTemperatureResistorRt0Rt0NTCRt0PTCCTR第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日熱敏電阻外形

MF12型NTC熱敏電阻聚脂塑料封裝熱敏電阻第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日其他形式的熱敏電阻

玻璃封裝NTC熱敏電阻MF58型熱敏電阻第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日其他形式的熱敏電阻

帶安裝孔的熱敏電阻大功率PTC熱敏電阻第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

貼片式NTC熱敏電阻第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日其他形式的熱敏電阻（續(xù)）

MF58型（珠形）高精度負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻MF5A-3型熱敏電阻第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日熱敏電阻溫度面板表

熱敏電阻

LCD第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日熱敏電阻體溫表

第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日熱敏電阻用于CPU的溫度測量

第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日熱敏電阻用于電熱水器的溫度控制

第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日BII第二節(jié)霍爾傳感器---是基于半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)原理制成的敏感元件。1.1霍爾效應(yīng)fLfEUH將一塊通以電流I的導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強度為B的磁場中，則在垂直于電流和磁場的薄片兩端產(chǎn)生一個正比于電流和磁感應(yīng)強度的電勢。fL—洛倫之力fE---電勢UH產(chǎn)生的電場力霍爾電勢UH＝KHIBKH是靈敏度系數(shù)第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.2霍爾元件基本檢測電路1、元件電路符號控制電流極霍爾輸出端2、基本檢測電路EIU0第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.3霍爾元件不等位電勢的補償－－由于輸出端的不對稱和其它原因，霍爾元件在外磁場為零的情況下，仍有電勢輸出。等效★補償電路IUHABCDIUHr1r3r4r2ABCDBRwADCRwADC第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日1.3霍爾傳感器的應(yīng)用1.位移檢測NSNS－xx霍爾元件x＝0時，B＝0x變化時，B增大，輸出電勢。動態(tài)范圍5mm，分辨率0.001mm2.轉(zhuǎn)速測量通過輸出的脈沖數(shù)量計算轉(zhuǎn)速。第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日霍爾特斯拉計（高斯計）

霍爾元件第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應(yīng)用

若汽車在剎車時車輪被抱死，將產(chǎn)生危險。用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來檢測車輪的轉(zhuǎn)動狀態(tài)有助于控制剎車力的大小。帶有微型磁鐵的霍爾傳感器第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日霍爾轉(zhuǎn)速表的其他安裝方法

只要黑色金屬旋轉(zhuǎn)體的表面存在缺口或突起，就可產(chǎn)生磁場強度的脈動，從而引起霍爾電勢的變化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號。

霍爾元件磁鐵第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日霍爾電流傳感器鐵心線性霍爾IC

EH=KHIB

II第三十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日霍爾鉗形電流表（交直流兩用）壓舌豁口第三十五頁，共三十