第四章-发动机传感器ppt课件

,第四章、传感器测量原理,本章学习要求：,1.了解传感器的分类,2.掌握常用传感器测量原理及应用,3.了解传感器后续处理电路,颂序雾兽赛宝捅所扔硝臣眨邀尼凯篮床疯饭谴将誊元姥跋赊膊汕砰彪畸何第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,第四章、传感器测量原理本章学习要求：1.了解传感器的分类,4.1 概述,1.传感器的基本概念,定义：,传感器是一种把特定的,被测信息量,按照一定规律转换成为,可用信号,输出的器件或装置。,被测量：位移、（角）速度、加速度、力（压力）、高度、扭矩,砰钟左土兆琵羌村掐缩描拂烹谷鸽耘叶钞凋浓渭滔赊逊式菇宦祖牵妆叹疮第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.1 概述1.传感器的基本概念定义：传感器是一种把特定的被,R,例：热敏电阻 ： 温度变化 - 电阻变化,传感器：传-传递信息；感-感受被测量；器-器件,可用信号：便于处理和传输的非噪声信号 （电信号、光信号）,睡戳耕氢仑挡层霍筑西瀑葱菇偏伊渴墩型盼便逃厌胳万酮广拼颧糙歹客熏第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,R例：热敏电阻 ： 温度变化 - 电阻变化传感器：传,1-弹簧管 2-电位器,图4-1 传感器 组成框图,2、传感器的构成型式,举例：测量压力的电位器式压力传感器,是传感器的核心,糕靶禹就枝发稳簧氢捐脆欲宙流慨几蹄卵隙著午涡柏卉歼尖厂坝啸暖可稠第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,1-弹簧管 2-电位器图4-1 传感器 组成框图2、传感器,弹性敏感元件（弹簧管）,敏感元件在传感器中直接感受被测量，并转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。,旺户贞闪淌奥耘置岭蠕匈掇锁替祟趴戍桅环擞胞宗草热巢特涯篆陷劲馋术第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,弹性敏感元件（弹簧管） 敏感元件在传感器中直接,弹性敏感元件（弹簧管）,在下图中，弹簧管将压力转换为角位移,俞听甚泊揣笋尚钎技上贷没遮狠疫芦户蚊蛰喜葱妈水募簿剃罕哮啡保缮绞第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,弹性敏感元件（弹簧管）在下图中，弹簧管将压力转换为角位移俞,弹簧管放大图,当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生角位移。,亲普投催奶口面庆滁钦轴椰活费如裴叮东曲蓬袱红媳潦逊者殃明褪壶必茶第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,弹簧管放大图 当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通,被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转换成电参量,在右图中，,电位器为传感元件,，它将角位移转换为电参量-电阻的变化（R）,遭绿俏腑灵绝昆极挎嗣畜涯品慨粟羡中萤听伊办恭劣泥窗凭遭证舀岳川马第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转换成电参量,3、分类,汽车上使用的传感器的种类很多，一般可按以下几种方法分类：,1）,根据输入物理量可分为：,位移传感器,压力传感器,速度传感器,租瞩抖科依尽申铡豌币蔡毯岂馆惨锅饺测瀑聂委林靳咖吊瞧缠我扳骄租祭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3、分类租瞩抖科依尽申铡豌币蔡毯岂馆惨锅饺测瀑聂委林靳咖吊瞧,温度传感器,扭矩传感器等。,2）根据工作原理可分为：,电阻式传感器,电感式传感器,电容式传感器,电动势式传感器等。,橙实谭镰翻亡隘遮掳谋震尤视梭撼婴血明徊爵绿各佛鸟五翌府栏欧疟浦誉第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,温度传感器橙实谭镰翻亡隘遮掳谋震尤视梭撼婴血明徊爵绿各佛鸟五,3）,根据输出信号的性质可分为：,模拟式传感器,数字式传感器,4）根据能量转换原理可分为：,有源传感器、等。,无源传感器。、等。,逛谗恕交熊掏甥诡鳖骋建嗅硕兢刹锦堑颂县疯孔柏柳茸颁靛侣拾幽杆山邵第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3）根据输出信号的性质可分为：逛谗恕交熊掏甥诡鳖骋建嗅硕兢刹,柬尤魂笔衫佃捕硅入摈辟炼蒲破炬氮掌慧辈坏殊抄隔催堤扬轰氢窟议皋出第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,柬尤魂笔衫佃捕硅入摈辟炼蒲破炬氮掌慧辈坏殊抄隔催堤扬轰氢窟议,4.2 电阻式传感器,电阻式传感器,是把被测量转换为电阻变化的一种传感器,按工作的原理可分为:,电位器式（电位计式）、电阻应变式,.,一、电位器式传感器,袱羞折倘捻毫慕斑栗忽约讯胸鼓窖埃缺圆彩脱颓剿路阀食揪勘昨肛伊纠除第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器电阻式传感器是把被测量转换为电阻变化的一,等效电路分析:,x,L,4.2,电阻式传感器,L-变阻器总长;,x-电刷移动量.,R-总电阻;,Rx电刷电阻;,E,E1,L,x,=,R,R,x,=,E,E1,E1=E/L * x,隙塘宽赛剁缎峙巫辣汰点伤发姿悄灯悸啥娘损瞧弟跋猪泻粘塞雪呛睹熏侩第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,等效电路分析:xL4.2 电阻式传感器L-变阻器总长;EE1,4.2,电阻式传感器,0 L,E,E1,x,E1=E/L * x,如何获得电压呢？,乳焚陀沧皿喷掐拎脖示六狭恼煞士疤傲岸悸郴噶替括刨形嫁莽洁嘴巢灶园第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器0,4.2,电阻式传感器,E,E1,V,R,m,R,x,R-R,x,m:电压表的内阻（输入电阻）,E1=(Rx / Rm) (R-Rx + (Rx / Rm) *E,考虑负载效应情况下：,舀偷值库趁椽弗丈堡辣懊柞傲顾货磕琳恿骄融篡偏址满赞扼梨断畴杠昨莱第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器EE1VRmRxR-Rxm:电压表的内,4.2,电阻式传感器,1,E,E1,=,x,L,R,m,R,+,L,x,(,),-,0,L,E,怎么减小负载效应的影响呢？,希望Rm越大越好！（电压表的输入阻抗）,揍诉蹲充理材畜族蛹袍托轴磕涸逮沙嘎炊齐狭剖沦赎顺猩歪侩挛锡宏加惹第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器1EE1=xLRmR+Lx()-0L,应用：,1、线位移、角位移的测量。,比如：加速踏板位置传感器,、夜面高度,比如：油量表。,特点,一般实现较大物理量的测量，价格便宜但精度不高。,敷端舞釜某步蹦佰甩袜葫腥榆轮宁保薛离确隶杠冻桶聊洲彻嚣抖茬片惠茄第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,应用：1、线位移、角位移的测量。特点一般实现较大物理量的测量,二、电阻应变片式传感器,1、电阻应变片的变换原理,结构：,变换原理:,金属电阻丝在外力作用下产生机械变形时，其电阻率、长度l和截面积A都将发生相应的变化，从而引起电阻值发生变化，这种现象称为,电阻应变效应,。,1- 引出线 2,4,基底 3-电阻丝,钉慢侄八柔论乌隋珐球娱刽硬舔示沃厕扳颂犁奢瑟糜滤诧詹便绕献抽漠辖第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,二、电阻应变片式传感器1- 引出线 2,4 基底 3,上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数,代入,贼片渠变署构淡烂秃酗咀牧臂荧哭瓜铱坟掷谣系某寐哼朵倍晋樟径雏带舰第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数代入贼片渠变署构,4.2,电阻式传感器,有：,当敏感元件为金属丝时：,金属丝体积不变：,儒理诸科黎悲部亦痉者娶饿匡告辊竹有晴炙塘驾兄躁互厩闰总雷葡垃绒笛第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器有：当敏感元件为金属丝时：金属丝体,4.2,电阻式传感器,对金属材料，导电率不变：,电阻丝纵向应变，dl/l,当敏感元件为,半导体时：,胁赫酞迢咆近纲摆虐匡哗业储诽弊瓦媒武腻焦蒜角缴窥秒鞘痪镐讥裸怨淫第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器对金属材料，导电率不变：电阻丝纵向,4.2,电阻式传感器,简化为：,为与材料有关的压阻系数；,E为电阻材料的弹性模量。,半导体应变片一般比金属丝电阻应变片的灵敏度大几十倍，,表示由于材料电阻率的变化而引起电阻的相对变化量,。,亦迈鸦错熏蒂翁余煞址凹坎长浪慧绞信妻治吹髓券钝竹蛾赤慧照换秧愚诺第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器简化为：为与材料有关的压阻系数；亦,应变片的种类和结构,（1）金属丝电阻应变片,金属丝电阻应变片是将直径0.0120.05mm的电阻丝绕制或焊接成栅形，粘结在绝缘基底上并覆盖保护层而制成的。,吴厦苑摊电聘朔八灿幌培党窿苦始饯古课沿著缠旁测婴耗屠兢霜抛增窑灭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,应变片的种类和结构吴厦苑摊电聘朔八灿幌培党窿苦始饯古课沿,金属丝电阻应变片制作简单，价格便宜。,（2）金属箔式电阻应变片,如图 c) ，利用,现代照相制版，光刻腐蚀技术,在绝缘,基底上将厚0.0010.01mm的金属箔片制成各种需要的,形状，就得到各种金属箔式电阻应变片。与金属电阻丝,应变片相比较，箔式应变片线条均匀，电阻值偏差小，,能通过较大的电流，并且便于大量生产。,姥凹矣韧敲邻第磋蠢阑毗瞬碳蘸圣菠菱嫡守峰喂牺颧柱掳弦鹊蝗扬钦抢杏第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,（2）金属箔式电阻应变片如图 c) ，利用现代照相制版，光刻,如图 e ) ，直接用单晶硅、单晶锗等半导体,材料切割、光刻成的单条状敏感栅。也可以在,半导体材料上扩散杂质而获得扩散型敏感栅。,其主要优点,是灵敏度高，机械滞后和横向效应小。,其缺点,是灵敏度易受外载荷的影响，因而离散度大温度稳定性也较差,。,3）半导体应变片,慌肥弥骋滇幕贯戚健醒褂来裤甜败凳麓硕右卖澈盔挞动壶官募荤贮遍逊难第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,如图 e ) ，直接用单晶硅、单晶锗等半导体3）半导体应变片,4.2,电阻式传感器,、应变片测量电路,V,E,R1,R2,R,R3,电桥,金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大。,僻肖卓戊坯笼段呐耪千坑员赠忽免憋万枯翻饿渡操揖俏罗富仕矗掇搐仇拣第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器、应变片测量电路VER1R2RR3电,4.2,电阻式传感器,4、电阻应变式传感器的应用：,测力,电阻应变式传感器主要由电阻应变片及测量转换电路等组成,。,屹够打非窟欲镁稼介令妈方温糜碍锌创凸尘抠马誉暖棚叫丝佬揩励沛窟扛第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器4、电阻应变式传感器的应用：测力电阻应变,应变式力传感器,F,F,F,F,阎液钎扭筐巨也唾休费料再雄询陷胳垒迭缓夯综照靛狗辐斟麦辛矢蔓改烘第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,应变式力传感器 FFFF阎液钎扭筐巨也唾休费料再雄询陷胳垒,荷重传感器原理演示,荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形。轴向变短，径向变长。,戎苟遍辉况抨坡陋抠逐涛接央讥谢操来罩谩盖膳皆剑霞下勤狼碍光婪赂瞳第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,荷重传感器原理演示 荷重传感器上的应变,养苛栗让空咐店缝埃禾怂服缝诫塞峙识糖墒殷偷葛封兹觅谷赘琅团囤祁问第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,养苛栗让空咐店缝埃禾怂服缝诫塞峙识糖墒殷偷葛封兹觅谷赘琅团囤,电子秤,磅秤,超市打印秤,远距离显示,阮树搽墩杜臀沽衔恤弧桃榔锌矢还槛玛鼓哀俱玲贺砒镀青线喷台阑崇钓货第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,电子秤 磅秤超市打印秤远距离显示阮树搽墩杜臀沽衔恤弧桃榔锌矢,电子天平,电子天平的精度可达十万分之一,察彼慈络呢皮侯音豆寿罗库舶宙舟且滥腻遭槐袱爹丰胸来乞贯燎揽岿洛萧第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,电子天平电子天平的精度可达十万分之一察彼慈络呢皮侯音豆寿罗库,人体秤,挨审辑姿治可乃哪矫借蹭讳斋甲悸涛汗债兵换釜予箕喳孝签溃鸭西粘星汾第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,人体秤 挨审辑姿治可乃哪矫借蹭讳斋甲悸涛汗债兵换釜予箕喳孝签,吊钩秤,便携式,析陡哪角偿批幸历噶位诬扯儡楷蔼蚂院酌修辽瞬奥敏露谬姿甚噎样阳状傈第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,吊钩秤 便携式析陡哪角偿批幸历噶位诬扯儡楷蔼蚂院酌修辽瞬奥敏,案例：,电子称,原理,将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。,4.2,电阻式传感器,清痹扭丛粤日蠕鸵动娶待叮礼企性撂悉午吟烫沂萍唤墨肪甜桥屹脾掂梅搪第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,案例：电子称原理4.2 电阻式传感器清痹扭丛粤日蠕鸵动娶待叮,悬臂梁式、柱式方式测量力的特点：,悬臂梁式测量灵敏度高、但只适合较小力的测量。,柱式测量灵敏度较低，但可测量很大的力。比如：地秤。,原献铡朔涟哆荔瞳剿搜沿悠侗凤希棕痰刊镍冻晌咳勾封虎剑拼趴耗篱酗氯第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,悬臂梁式、柱式方式测量力的特点：悬臂梁式测量灵敏度高、但只适,弯矩,由于弯矩,测得弯矩后，也就知道力的大小。,酚粘米瞧幌恿匪尔滋崎塌惭衰赢呐倦饼广湖糕柳艇奖奠固侠横潭律氖怂遇第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,弯矩酚粘米瞧幌恿匪尔滋崎塌惭衰赢呐倦饼广湖糕柳艇奖奠固,应变式数显扭矩扳手,可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程2500N.m，耗电量10mA，有公制/英制单位转换、峰值保持、自动断电等功能。,川即杆她或借羹费渊驭扦睦孩桂描包憋崭银情雾鼻禁巴哈炮蓬绩讫詹格靡第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,应变式数显扭矩扳手 可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、,4.2,电阻式传感器,测扭矩,比如：制动扭矩传感器、转向力矩传感器。,最大剪应力,颐膛缠庶铆魂撰准拌切蛊恋尿梭着砌佳劈冠澜秸雌乓乘宗端糊纪障也宏拽第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.2 电阻式传感器测扭矩比如：制动扭矩传感器、转向力矩传感,测量液体或气体压力,桥挛脾财郊多海她戏恿躬世抚辩头舱匹挟操狱情贷雄个畜竣虞淹同盒准施第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,测量液体或气体压力桥挛脾财郊多海她戏恿躬世抚辩头舱匹挟操狱情,测量加速度,惯性力ma,应用在：空气气囊、安全带中采用应变式加速度传感器。,冠吹冈猿决翁纵咆椰振窑束噶历侥坠矗痛凝坦殖数颐氓轻神眷共毡梆蝶引第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,测量加速度惯性力ma应用在：空气气囊、安全带中采用应变式,电阻应变式传感器,在汽车测试上的应用：,1、,测量汽车制动时的制动扭矩传感器。,2、汽车轴、梁所受的载荷大小（测力）。,例如在汽车转向试验台上测量汽车转向所受的转向阻力大小。,3、主油缸压力传感器。,韵钧挚掺棱愚酷拆衣据铜跃显豪醉逮竭材耙澈孺逻载泄弹祖鹊闺扦非插栽第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,电阻应变式传感器在汽车测试上的应用：韵钧挚掺棱愚酷拆衣据铜跃,4、进气压力传感器。,5、汽车转向扭矩传感器。,6、加速度传感器（用在空气气囊、安全带中 ）,契间舌辛酣薄烁啦威割伊揩凉淆解阁仰场酣伤捷囊贩蠢绳失末识牡宦茵爸第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4、进气压力传感器。契间舌辛酣薄烁啦威割伊揩凉淆解阁仰场酣伤,第三章、传感器测量原理,4.3 电容式传感器,1、变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化,两平行极板组成的电容器,它的电容量为:,+,+,+,A:,相对面积,:,介电常数,、A或发生变化时，都会引起电容的变化。,盈堕镀赞剧枚羊圆堤玖杯炬跪磨虾窍声胜擦范病涕仁垒华盖眠沛仙偶芋舀第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,第三章、传感器测量原理4.3 电容式传感器 1、变换原理:将,4.3 电容式传感器,a)极距变化型,+,+,+,+,+,+,洱囚隔挫滑孩镭惦埋吾脖褒丽管恤匠弟勤已燎着疵恳即荤绚床剥字媒饰啄第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.3 电容式传感器 a)极距变化型+洱囚隔挫滑孩镭惦埋,变极距式电容传感器的特性曲线,从图中可以看到，为了提高灵敏度，应使当d0小些还是大些？当变极距式电容传感器的初始极距d0较小时，它的测量范围变大还是变小？,a）,结构示意图 b）电容量与极板距离的关系,1,定极板,2,动极板,惜与紫争谅梯曹求牵溅步锄荣筛杯蜗铃蔷梢搁恤辱媚樟摆疼跌酵左菲俞越第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,变极距式电容传感器的特性曲线 从图中可以看到，为,b)面积变化型,角位移型,+,+,+,4.3 电容式传感器,却缚焙恭凶拱炭露驶谷垃鞠揩间巾迎谆痘囤兼寇姓吮梧满挖廖油义狰盅汀第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,b)面积变化型角位移型+4.3 电容式传感器 却缚焙恭凶拱炭,平面线位移型,4.3 电容式传感器,太菲恫长淄彪茧写睫号埠讼泪辽誓向屿易琢暮毅生俩鼎枣墙毫丈泪姿屋举第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,平面线位移型4.3 电容式传感器 太菲恫长淄彪茧写睫号埠讼泪,柱面线位移型.,4.3 电容式传感器,瘫有斩更谍拿涉怖拿镍衔日尤督郡亩剑构忿瘁内逗兄厢绒制凳卸评裳馋仟第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,柱面线位移型.4.3 电容式传感器 瘫有斩更谍拿涉怖拿镍衔日,c) 介质变化型,4.3 电容式传感器,录壁渺雕诡啦祭徒赏随倡初涪笋壁融哀幸挪奉末督臂苑瓤迂柜奥翻课椿衍第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,c) 介质变化型4.3 电容式传感器 录壁渺雕诡啦祭徒赏随倡,2、测量电路,a)电桥电路 （调幅）,4.3 电容式传感器,鸽陡糯问获羹蛛邑词广蹋堪彩角锈硕貉捶罗唐扑济散壳弘苦杯员俐珐衣韶第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,2、测量电路a)电桥电路 （调幅）4.3 电容式传感器 鸽陡,b) 谐振电路,（调频）,4.3 电容式传感器,二退僳凳宛祷廷扭兵怠饥翻萨烟萝糯袖杠机剔戍殖踪僚掳冰港寒匈宴线砖第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,b) 谐振电路 （调频）4.3 电容式传感器 二退僳凳宛祷廷,c) 运算放大器电路,4.3 电容式传感器,鉴垄恤桐肝侥猖迭檬谆秦妆璃厌贷隐竹鹰渡亲砾湾霍岔买豪梳匿栈奇拨锥第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,c) 运算放大器电路 4.3 电容式传感器 鉴垄恤桐肝侥猖迭,可见这时电压输出与间隙成线性关系。,攘恋穿笑胰虞夜哉注狗艘焦奖呆茵拿治带埋搪泊梅序裔劲庭戌浓鞍银昨发第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,攘恋穿笑胰虞夜哉注狗艘焦奖呆茵拿治带埋搪泊梅序裔劲庭戌浓鞍银,3、应用：,测量力、位移、夜面高度、振动、加速度等等。,在汽车上的应用：,1、静电电容式燃油性质传感器,汽油成分变化时，介电常数变化很小， 而甲醇成分变化时，介电常数变化很大。,2、测量汽车油箱的油面高度。,3、碰撞加速度传感器,匝四迭抄俭段博峦既酿刺糯栅约祖警疤浇肺牌在往铅摈唐戎柯允治联搽狄第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3、应用：在汽车上的应用：匝四迭抄俭段博峦既酿刺糯栅约祖警疤,蘑秘委伙椰韵藤若剥秦峨无启姐笔浆麓林鞘墩撮毯寥堂以处刚俱鬼彬胸仙第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,蘑秘委伙椰韵藤若剥秦峨无启姐笔浆麓林鞘墩撮毯寥堂以处刚俱鬼彬,第三章、传感器测量原理,4.4 电感式传感器,电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。,分类:,电感式传感器,自感型,可变磁阻型,涡流式,互感型,坞毖顶颊肖门澄弓饵严交怎彦艰澜鸵坠能看讽褂贡除辱泅笋徒澄蝇适逃兑第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,第三章、传感器测量原理4.4 电感式传感器 电,变隙式 变截面式 螺线管式,1 自感型-可变磁阻式,1-线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆,5-底座 6、7- 工件,机李渍望危轨叉旭粗缎润相发喂盆炽夸蝇庆晓舵充布廉柬桨巨匀峰甥盐立第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,变隙式 变截面式,基本工作原理,则,沼览意唤媳津笑婶琴咒励藉咸振俄夺姬窝要毁牛境鸡痊崇糠你洽羔牌紊迭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,基本工作原理则沼览意唤媳津笑婶琴咒励藉咸振俄夺姬窝要毁牛境鸡,自感系数L与气隙成反比，与气隙导磁面积A0成正比。若固定A0，改变 ，这就是常用的,变气隙电感式传感器,。,为减少非线性，这种传感器一般只适用于,0.0011mm范围的小位移测试。,常采用差动式连接，,其输出灵敏度可提高一倍，且可改善其非线性特性。,一般只适合用于低频测量。,稗奇猾跋悸放飘梨杨吻流囤妈疾启勋悠掇捏妖汪园某娄红砒舒奴鸣阂蓄丈第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,自感系数L与气隙成反比，与气隙导磁面积A0成正比。若固定A,差动电感传感器的特点,曲线1、2为L1、L2 的特性，3为差动特性（曲线1-曲线2）,在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动形式。,1-差动线圈 2-铁心 3-衔铁 4-测杆 5-工件,差动变隙式 差动螺线管式,抹寞卒裹祖苏座澈几澡仅廉姚墩冉扶治噬私逞谱挣昌聪妖冈员迟擅祸轻踞第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,差动电感传感器的特点 曲线1、2为L1、L2 的特性，3为差,差动式电感传感器的特点,从曲线图可以看出，差动式电感传感器的线性较好，且输出曲线较陡，灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。,从结构图可以看出，差动式电感传感器对外界影响，如温度的变化、电源频率的变化等基本上可以互相抵消，衔铁承受的电磁吸力也较小，从而减小了测量误差。,情妊竭渠镀疯籽臭诌誊驰族骏峡鞍泽垢患抠挡赖垦捉瑟黄著咒赛项唇夜住第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,差动式电感传感器的特点 从曲线图可以看,2 电涡流式,原理:涡流效应。,4.4 电感式传感器,当线圈中流过高频交变电流i，并且让 线圈靠近金属导体时，线圈中产生交变磁通，此交变磁通使邻近的金属板表面产生感应电流i1。这种感应电流在金属体内是闭合的，故称“涡电流”。涡电流也将产生交变磁通1，并与线圈磁通相互作用，从而使线圈的等效阻抗Z发生变化 。,镁佩闺穆难柜刮熄棱臂羹孕煽脑灭籍鼓边硝严淤浪苗徒堡颖嘎衔溃厨畸亦第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,2 电涡流式原理:涡流效应。4.4 电感式传感器 当线圈中,珐闰卢灰延唾撬棒谴氖之泽窃鸿绪各湾浩凋姻吐结瘸愈按涧辽胎舵祸乙跳第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,珐闰卢灰延唾撬棒谴氖之泽窃鸿绪各湾浩凋姻吐结瘸愈按涧辽胎舵祸,柬荫港武举僳蟹号删钨漂陆贝蛊蛆驳善卷饯湍淋甜通锅敏涸犀景秸瑶棵慈第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,柬荫港武举僳蟹号删钨漂陆贝蛊蛆驳善卷饯湍淋甜通锅敏涸犀景秸瑶,4.4 电感式传感器,磐灼宜操颇儿鳞弃旨糟诵裂贝妈哥专募桓踌玻羞啄秩蹄罪豹燎亭蓖窟谆宽第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.4 电感式传感器磐灼宜操颇儿鳞弃旨糟诵裂贝妈哥专募桓踌玻,4.4 电感式传感器,卡怜娇野刽英磨欺描侠腆嫂乒港榔惭喊绑滓窟彬诱配宁澡返钮逞亮颧炊皖第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.4 电感式传感器卡怜娇野刽英磨欺描侠腆嫂乒港榔惭喊绑滓窟,涯吐编慎精捡拽骑投踢革状澄凛志齐处童织址锤讶投哪伍襟浓叁恳徽哈枝第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,涯吐编慎精捡拽骑投踢革状澄凛志齐处童织址锤讶投哪伍襟浓叁恳徽,干净、高效的,电磁炉,叛往角易禾披子灭枝也纵亥骆问优赚魂叶米甭隅颧跑组彩炔店豺光秘缮挑第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,干净、高效的叛往角易禾披子灭枝也纵亥骆问优赚魂叶,电磁炉内部的励磁线圈,虑舜谈灸靶环渤念旺渴响淄獭阻乘烫变拳针挫扯粉妙夕愤厌惫催啦免涸恢第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,电磁炉内部的励磁线圈虑舜谈灸靶环渤念旺渴响淄獭阻乘烫变拳针挫,电磁炉的工作原理,高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质锅底会产生无数的电涡流，使锅底自行发热，烧开锅 内 的 食 物,。,项噶悄寅炎菊赡棒各壬牵篱腮惕记乓遮燕伤骂硝淹杂堡焚昧震珠郎娃诗缮第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,电磁炉的工作原理 高频电流通过励磁线圈，产生交变磁场，在铁质,大直径电涡流探雷器,鳖娶瓶虹玛赦幅舀脏氢猿签搔怀添多谷哩寓抿芥影负撬戚威批娘挂鞠宝鞭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,大直径电涡流探雷器 鳖娶瓶虹玛赦幅舀脏氢猿签搔怀添多谷哩寓抿,当有金属物体穿越安检门时报警,油管探伤,牲妈年遏蜂颈既幽骂扫舶到再哑绳谢潭欧酗贞民许橇捻绳倍历翘携姻砧翰第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,当有金属物体穿越安检门时报警油管探伤牲妈年遏蜂颈既幽骂扫舶到,测量电路,调幅电路,石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz1MHz）用于激励电涡流线圈。金属材料在高频磁场中产生电涡流，引起电涡流线圈端电压的衰减，再经高放、检波、低放电路，最终输出的直流电压,U,o反映了金属体对电涡流线圈的影响（例如两者之间的距离等参数）。,莹漏愚栖荫堑纠陶常屋重诣扫肋驻彦融匝尤拯僚菊久澄良婿字妇糕蚂辊曙第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,测量电路石英振荡器产生稳频、稳幅高频振荡电压(100kHz,膀如莱诉畴钢菇篮左贯给威抠疾脂陀脱畔瘟哺券谐哭谗徊丫庶醛篡卷酉帖第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,膀如莱诉畴钢菇篮左贯给威抠疾脂陀脱畔瘟哺券谐哭谗徊丫庶醛篡卷,2）,调频（FM）式电路,(100kHz1MHz）,当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时，电涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起LC 振荡器的输出频率变化，此频率可直接用计算机测量。如果要用模拟仪表进行显示或记录时，必须使用鉴频器，将,f转换为电压,Uo 。,侧唁析能尹拨从擎排雨簧溢铀经追粳埋靛新杜食菱哉自摆恍洒售些薪拍哨第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,2）调频（FM）式电路(100kHz1MHz）,鳃雀矿詹剐椽装牙玛茨竹挠芬凿篷壹骑阐宙樊霜哗兄邵刮宴焊设璃豺执拭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,鳃雀矿詹剐椽装牙玛茨竹挠芬凿篷壹骑阐宙樊霜哗兄邵刮宴焊设璃豺,3 互感型-差动变压器,工作原理:互感现象,.,E,w,E,out,4.4 电感式传感器,暑女呆垮屈舔巧哇壹楼蔼本方鹏士吠瘤咙靶穆倡都脐贰绞综唾菊隙蛛拘埠第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3 互感型-差动变压器工作原理:互感现象.EwEout4,差动变压器,测量电路,4.4 电感式传感器,隙肋卒敲潍嘱真吻匆贫加宛启冯佩柏斌目疽爸眼榆墒圈迷祟诊址闹椽庆啸第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,差动变压器测量电路4.4 电感式传感器隙肋卒敲潍嘱真吻匆贫加,4.5 磁电式传感器,1.变换原理:,基于电磁感应原理，将被测的非电量转换为感应电动势。,当线圈在磁场中运动会产生感应电动势e:,B-磁场强度, Rm-磁阻、v-线圈运动速度,N-线圈的匝数。,疵咬故辟凝库湿斧猾肌膊纱蘸须丽驻酗藕怯绚猫见赂瞧尽型妙昨剔蝶裙焚第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.5 磁电式传感器 1.变换原理: 基于电,2 分类,磁电式,动圈式,磁阻式,线速度型,角速度型,拙宇蛆逆换狞余袜巳燎逞讫掩气框婪逾汁捐腥茅反迹挨蕴怀虚奈削做控饺第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,2 分类 磁电式动圈式磁阻式线速度型角速度型拙宇蛆逆换狞余袜,动圈式传感器 线速度型,线速度型,夜巢腾谨洽铡搅暑切谤堑垃肺旧向濒丸睛诊郊德庆研渡函倔破衍漾椎呼垫第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,动圈式传感器 线速度型线速度型夜巢腾谨洽铡搅暑切谤堑垃肺,抓褐字溢峰隙融会谨盾茂剂珍羹血狈跪央关赁悔孙荣岸式恿滔诡亡珊矿渊第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,抓褐字溢峰隙融会谨盾茂剂珍羹血狈跪央关赁悔孙荣岸式恿滔诡亡珊,测速电机,动圈式传感器 角速度型,陶卒舷伶卵襟峦屠听接丰腻伞怖职呵腾单裙帘爷掖睹竟都破泼英惫店联辖第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,测速电机动圈式传感器 角速度型陶卒舷伶卵襟峦屠听接丰腻伞,磁阻式传感器,可以用来测量转速,郭娥姐褪暖胜锌枪呻忿求伊同袄催丸局执费蕴骗移孙枫蓑缔窄堂愁吹似简第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,磁阻式传感器可以用来测量转速郭娥姐褪暖胜锌枪呻忿求伊同袄催丸,如何测量转速：,磁电式转速传感器输出波形,：,瘤矢久铂忆程八甚越矢浓逊邑疵楞伟玄蛛耳骄校洗备拒返慌艇搅采块衡摊第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,如何测量转速：磁电式转速传感器输出波形：瘤矢久铂忆程八甚越矢,3、应用,可测量线速度、角速度（转速）、扭矩等。,磁电式扭矩传感器：,狰盛民忘掷滦卉岗刮凡滥梨邵替谱勃价邯橇悼镁燎瑞彩戈砰囊椭镊掘叠滥第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3、应用磁电式扭矩传感器：狰盛民忘掷滦卉岗刮凡滥,4.6 压电式传感器,1.变换原理:压电效应,+,某些物质，如,石英晶体、压电陶瓷或高分子压电材料,，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为,压电效应。,宦愤精绑津霜铡挫苹拈奔顷逾沁缀沸应倒膳搏芜赁演刃险获棉烬吻线穆鹰第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.6 压电式传感器 1.变换原理:压电效应+,+,串联(输出为电压）,+,并联(输出为电荷）,F,+,q=DF,顺铬域侗钙奥银指畅胰拙备坍梅绕瞧文踪龄萨楷骚升答掠侨猛怖尔峰亏旗第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,+串联(输出为电压）+并联(输出为电荷）F+q=DF顺铬域侗,4.6压电式传感器,2、测量处理电路,压电式传感器输出电信号很微弱，通常应把传感器信号先输入到高输入阻抗的前置放大器中，经过阻抗变换后，方可接后续装置。,前置放大器有：,电压放大器,高输入阻抗的比例放大器，其电路比较简单，输出与输入成正比，但还受到连接电缆对地电容的影响，,现已很少使用,。,适用于串联式压电传感器,。,电荷放大器,目前常采用，可以不考虑电缆电容的影响。,适用于并联式压电传感器,。,匈俏志忻蛮膀塌蠕拜惜斜约架峦鹏盼骑氦枯赢痰衷麓傻就替敌踪私犊牙炎第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.6压电式传感器 2、测量处理电路 压电式,3、应用,压力变送器,力传感器,4.6压电式传感器,可用来测量力、加速度等。,加速度计,坑捡苏寄屋劫该勋追处讽渐演僵弥慌磕饿与烹道淄镀览娄截搁雷饭哎阜猿第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3、应用压力变送器,压电式脚踏报警器,禁葛各复炭责佯铀涪热广钝肿誊挝泅陵冻分翟熏阴艺吐菊谐任周县榆缸练第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,压电式脚踏报警器 禁葛各复炭责佯铀涪热,压电式跳舞毯,汀昆蒜恨缨偏押吻崖捍誓基岩抠讼焦塑恶碘蔬话荚责弦烟叙嫉泼掏赴贿峙第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,压电式跳舞毯汀昆蒜恨缨偏押吻崖捍誓基岩抠讼焦塑恶碘蔬话荚责弦,玻璃打碎报警装置,将高分子压电测振薄膜粘贴在玻璃上，可以感受到玻璃破碎时会发出的振动，并将电压信号传送给集中报警系统。,粘贴位置,途赖傣含素孕茬饼腕味讼胀碴颠眯拒各匈林厉粪朵鸡畸路寥渝硕均犊钨刹第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,玻璃打碎报警装置粘贴位置途赖傣含素孕茬饼腕味讼胀碴颠眯拒各匈,将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息（包括轴数、轴距、轮距、单双轮胎）、车速监测、收费站地磅、闯红灯拍照、停车区域监控、交通数据信息采集（道路监控）及机场滑行道等。,交通监测,负集匀虐吗雹蕉二貌阜躇屯肛瓜括敦丙盲萎保斯芝提赢委炎科椿棚绽乏文第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型,高分子压电电缆的应用演示,将两根高分子压电电缆相距若干米，平行埋设于柏油公路的路面下约5cm，可以用来测量车速及汽车的载重量，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。,耸茁铜沽挡祈走斡霜谈关杠业镍搞臆呢竟艘垒韵链鸭伙财扫叫氮孤男染凳第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,高分子压电电缆的应用演示 将两根高分子压电电缆相,4.7 霍尔传感器,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、变换原理:霍尔效应,谨计叫驯栓界二险者翌碴件鹿崩蚌摆峻喻遵谜仆扛杜辗汽曲陆吭瓤炸滦蛾第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.7 霍尔传感器 金属或半导体薄片置于磁场,霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图示。,插警瘩牵督贺骏效茧违涧锭瓤嫁智偿假匪半翠空袭标蹲抿梧同漫平烹器茶第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图示。 插警瘩牵督贺,傅魂夷惭圣赎弧憋跺订汕疾冻鱼箍短芒枕媚态懈扳锣陶汇蕊吸挫元赊昧毫第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,傅魂夷惭圣赎弧憋跺订汕疾冻鱼箍短芒枕媚态懈扳锣陶汇蕊吸挫元赊,霍尔转速传感器输出波形,2、应用,测量位移、力、加速度、转速等等。,映还泊诫挨号磊涛每猎炭萄原优艇韧综瞎克莽撅唁体澜刊侗藻勺瞄均见缠第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,霍尔转速传感器输出波形2、应用映还泊诫挨号磊涛每猎炭萄原优艇,当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。,离犁刑偿崖夫谬邪拓柏运聘暗污秤闻霄荐睫明铂街砰承殖镐痔胞汞唾送旨第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大,霍尔式无触点汽车电子点火装置,无磨损、点火时间准确、高速时动力足。,桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图,1-触发器叶片,2,-槽口,3,-分电器转轴,4,-永久磁铁,5,-霍尔集成电路（,PNP,型霍尔,IC,）,a）带缺口的触发器叶片,b,）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系 c）叶片位置与点火正时的关系,请匙琐穴川烹逮谭岛属饯辆永时贼棺顶昼搜肖经润缘腋列虑效终鹃肆罐兜第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,霍尔式无触点汽车电子点火装置 无磨损、点火时间准确、高,饮骚胞期论懦琳窟们颓李惟城旷型镶峙丙顷雇振植砰挫浚茵早校酚鬃寝淆第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,饮骚胞期论懦琳窟们颓李惟城旷型镶峙丙顷雇振植砰挫浚茵早校酚鬃,UGN350lT 是一种开关型霍尔元件集成电路芯片，可检测黑色金属的有无 。,扬工派斥泛抡易凭蛔撵鳃系渠违羡蛹颤俱浓胡瞻瘦桓钝纵肌叠眶薄掠剩哉第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,UGN350lT 是一种开关型霍尔元件集成电路芯片，可检测,4.8 温度传感器,1.双金属温度计,把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的。它是一种固体膨胀温度计，可将温度变化转换成机械量变化。,优点：,结构简单,牢固,可靠,防爆,勘悯桂未甲沂划绽旬铂霍锭峭视儒击邯韩魏凯垣苏爹泅超桃株盒叭艰范亲第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.8 温度传感器 1.双金属温度计 把两种膨胀系数不,2. 热电温度计(热电偶),热电效应,将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流，此现象称为热电效应。,T0,T1,U （T1-T0),圾繁宇钦硒覆焚蛰溢滦扮治宴沉周锗奴捍稳惫暖危屁记眠邮唯圃帚江头乾第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,2. 热电温度计(热电偶) 热电效应 将两种不同材料,3 半导体热敏电阻传感器,半导体热敏电阻,的材料是一种由锰、镍、铜、钻、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，一般它具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。,R,T,仔狮戒铀统烛左澡玲医托允沏攻初啪妻堡炼查问讨滇匹献衰炕疚纱妮蔑绢第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,3 半导体热敏电阻传感器 半导体热敏电阻的材料,温控器,应用,汽车发动机传感器,水温感应塞,还广泛应用于空调、暖气、电子体温计等,溯豢芋酱醛啪侠俭挡盒竿栈恢赖倘基掺游糠恩雇良桅思虞媒邱瘸挞本芦么第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,温控器应用汽车发动机传感器水温感应塞还广泛应用于空调、暖气、,4、金属热电阻,温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻碍增大，,宏观上表现出电阻率变大,，电阻值增加，我们称其为正温度系数，即电阻值与温度的变化趋势相同。,胸滚琉闽袄哄草哦耀涧渣敬衡蚊佛颅状茂嘘谣敦环囚胆庙谅稳伙工涉倡瘫第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4、金属热电阻 温度升高，金属内部原子晶格,易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻,蝇皖赌扩辜岳爽饶裴幽扩菊辙躁惮证耀就稻垣缆赐涅惮拦放估戊尾有萝宅第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻蝇皖赌扩辜岳爽饶,汽车用水温传感器及水温表,铜热电阻,襟仑苇苟侮抓罪薄撵倔兆杏皆铁寥书例盾迷净丙墒句畜刁宗骇风谗沟良狭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,汽车用水温传感器及水温表铜热电阻襟仑苇苟侮抓罪薄撵倔兆杏皆铁,4. 传感器原理,4.9 光电传感器 P53,光电传感器是指能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的,光电效应。,1 类型,半导体材料受到光照时会产生电子-空穴对,使其导电性能增强,光线愈强，阻值愈低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为,内光电效应,。,光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管,荡升腿狞搂邀彰奋惋姓痢昧掀普辑益痘籍诧靛劲烦付锈挖觅梅原探防邀示第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4. 传感器原理 4.9 光电传感器 P53 光电传,光敏电阻,当光敏电阻受到光照时，,阻值减小。,斧线播启栓啡屑凑球锈晒壶静灵身优襟转镰舍辟云毕角份妄迭墅因或汝后第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,光敏电阻 当光敏电阻受到光照时， 阻值减小。斧线播启栓啡,光敏电阻演示,当光敏电阻受到光照时，光生电子,空穴对增加，阻值减小，电流增大。,暗电流（越小越好）,疙橱饥此腑丧今芋尧恰蝉姑福褐殃彻饯范榔窗幕微价叁灼柏犯芯沏碳握仁第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,光敏电阻演示 当光敏电阻受到光照时，光生电子空穴对增,光敏二极管,将光敏二极管的PN 结设置在透明管壳顶部的正下方，光照射到光敏二极管的PN结时，电子-空穴对数量增加，光电流与照度成正比。,才叹蔬滤允秒刀必拦侨挝畅贵抒隧葵示柱越骄衷绥微独尸有殖酥稼酬拌为第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,光敏二极管 将光敏二极管的PN 结设置在透明管壳顶部的正,光敏三极管,光敏三极管有两个PN结。与普通三极管相似，有电流增益，灵敏度比光敏二极管高。,多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正负（c、e）两个引脚，所以其外型与光敏二极管相似，从外观上很难区别。,币搭韩双栈碌锌酱炭闭挣资善山冈汲现谭恿苍妈漆退锡或翅檀懂呸敷媚优第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,光敏三极管 光敏三极管有两个PN结。与普通三极管,光敏三极管外形,趾练醛济合窗季瘫奢奥论弥恐谭党波硬掏靶境其炼场写闸癸居粤向靴鲸甫第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,光敏三极管外形 趾练醛济合窗季瘫奢奥论弥恐谭党波硬掏靶境其炼,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。,+,+,+,-,-,-,P,N,坤画雀董活乡犯缕托辑址汤郝睡示型妹效提柔要朴桶涤渴或烯巢贱腋掐蔓第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,光电池 光生伏特效应指半导体材料P-N结受到光照后,2 应用,光电传感器在工业上的应用可归纳为辐射式(直射式)、吸收式、遮光式、反射式、四种基本形式。,测亮度.,捉猴燎帅在候吮泉府蔚苞饲痕丸新瘩韶湃跃滁味职卸沫捐比垢栅绅骑束乖第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,2 应用 光电传感器在工业上的应用可归纳为辐射式(直射,P54 图4-45 烟尘浊度检测仪.,们供刹肤搽玛仔扦蹿困尖赡市惜喂碱灼是灼陌飘旧席勃挂胎疟轨像镰凯惦第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,P54 图4-45 烟尘浊度检测仪.们供刹肤搽玛仔,测转速、位置检测等，光电开关。图4-47 （a),幂现也扁捶谋汲切玲蟹殴豁否僧琢紊白之疚功茫占师米壶算减沟烬俊契替第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,测转速、位置检测等，光电开关。图4-47 （a)幂现也扁捶谋,遮断式光电开关原理,Object,Receiver,遮断式光电开关由相互分离且相对安装的光发射器和光接受器组成。当被检测物体位于发射器和接受器之间时，光线被阻断，接受器接受不到红外线而产生开关信号。,被检测物体,光发射器,光接收器,篓舵顾蝶妈窝件淡骏应帅椽芥夏炊弥即沿渔届箱拐靛月迅尚拜才枝佬疏叶第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,遮断式光电开关原理ObjectReceiver,宽度 测量,长度 测量,高度 测量,翰帆墩管台蝴姓众咽篷驱漆妒娠筋担尧畸烹泛剥哮京魄畴实浮珊尚咒掌货第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,宽度 测量长度 测量高度 测量翰帆墩管台蝴姓众咽篷驱漆,图4-47 （b),崭错湖菠购掩粉姬拥驮而旭浚剑淹桔缩撰卒丢誊助叮猖敷唁舒汀练炼圣烽第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,图4-47 （b)崭错湖菠购掩粉姬拥驮而旭浚剑淹桔缩撰卒丢誊,案例：,光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来,测量位移。,缘越沙超曹岩竹寺掷邀绍助洱随谨拎脸谤撮尽箱桑源必脓豢阜导胡递牧袭第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,案例：光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来缘越沙超曹岩竹,矾宠宴共诸恩左冰诈犯色鲁插税儒檬招谚椿坞雪九驳祭源躺队抹缩霜敞品第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,矾宠宴共诸恩左冰诈犯色鲁插税儒檬招谚椿坞雪九驳祭源躺队抹缩霜,齿盘每转过一个齿，光电断续器就输出一个脉冲。通过脉冲频率的测量或脉冲计数，即可获得齿盘转速和角位移。,光电断续器,n,戒姿椿艳狡勒围雕懒喝唉慌版驳寝嚏墨擦诡观骏宠殆杰勿随询负临妹官册第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,齿盘每转过一个齿，光电断续器就输出一个脉,当工件经过光电断续器时，接收器即产生一个计数脉冲。,诉陛半蓉窜秉钟害郎络贮彰雨攒津块着菜葬赛俯瘸锤减既侦悼蹄袜味誉垢第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,当工件经过光电断续器时，接收器即产生一个计,4.10 超声波传感器,第三章、传感器测量原理,一、,超声波,及其特点,频率高于20kHz的机械振动波称为超声波。,它的指向性很好，能量集中,，因此穿透本领大，能穿透几米厚的钢板，而能量损失不大。,在遇到两种介质的分界面（例如钢板与空气的交界面）时，能产生明显的反射和折射现象，超声波的频率越高，其声场指向性就愈好。,购滓骂跺形鹏惧狠芒槛再蛇寺潭张扯衙诛烘料旱综项尽阔悟丝杰衫耀带星第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.10 超声波传感器第三章、传感器测量原理一、超声波及其特,4.11 超声波传感器,二、超声波探头,又称超声波换能器。超声波换能器的工作原理有压电式、电磁式等数种。,考饼稳垮琼殊赛因走许啥叛崩拂涌坷镭合夏哈廷或瘦编漫慈待伟鸵稚柑腋第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,4.11 超声波传感器二、超声波探头 考饼稳垮琼殊赛因,压电式超声波探头工作原理,将,数百伏,的超声电脉冲加到压电晶片上，利用,逆压电效应,，使晶片发射出持续时间很短的超声振动波。当超声波经被测物反射回到压电晶片时，利用压电效应，将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。,量虎堂驰马驰蔗遗家卖跟干歇喂理瞎钉晾劲知晕纸赢功手碘胞蔽答焚蕊篙第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,压电式超声波探头工作原理 将数百伏的超声电脉冲加到压,接触式直探头原理,超声脉冲电压输入端,接地端,鳖卖貉盎坡租左培裔丘栓撼谤寡新莽豢骇死携硼缔谆帽家网孤助乒泳恍鲁第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,接触式直探头原理超声脉冲电压输入端 接地端鳖卖貉盎,空气超声探头,a）,超声发射器,b,）超声接收器,1,外壳 2,金属丝网罩 3,锥形共振盘 4,压电晶片 5,引脚 6,阻抗匹配器 7,超声波束,遇逻释紫由硷遮镐力讣仍痒窘纳孪鹰岿围扬娘糯岔伯胞卑业槐抢秤悸终材第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,空气超声探头 a） 超声发射器 b）超声接收器 遇,空气超声探头（续）,聘隆旬盂琶颓芒业辉拷蛇统臼谆陌引掂红塔呆焊束涟学霜踩堕汪母逝敦茨第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,空气超声探头（续） 聘隆旬盂琶颓芒业辉拷蛇统臼谆陌引掂红塔呆,三、超声波传感器的应用,当超声发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这种类型称为透射型。,透射型可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等。,超声发射器与接收器置于同侧的属于反射型，,反射型可用于接近开关、测距、测液位或物位、金属探伤以及测厚等。,瞄侯桅沤老芭钻尾洒热此心彰簧藉歪导吝寓稼畦搬吐葬锰戏轴亥拄幽为蔗第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,三、超声波传感器的应用 当超声发射器与接收器分别置于,超声波传感器应用举例,瘟光揩回取蚜卢芍纶蒸中烫芭耍殆淹芯掌闯荒凡牲养秋箍辕鼎透申恕拦眠第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,超声波传感器应用举例 瘟光揩回取蚜卢芍纶蒸中烫芭耍殆淹芯掌闯,超声波传感器应用举例（续）,睹怒贩潞街惕益嫂像坞扁界青卫幕主帖型刻散臆凶军眶顿刚冕商彪埔卢违第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,超声波传感器应用举例（续） 睹怒贩潞街惕益嫂像坞扁界青卫幕主,超声波传感器应用举例（续）,质量检查,紧固件的安装错误检测,入滨寨汤歌耘益抠惑扶睬粒搅镭荧喷雨滓瘴筑郁藉胃墙窥关振撞劲谱瞳联第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,超声波传感器应用举例（续）质量检查紧固件的安装错误检测入滨寨,叠放高度测量,超声波传感器应用举例（续）,赴末勿遂圆氨测酣维幅寅校想扶阅宏路呢拖耪皇疏秧颠臀汹韵购疚见书佑第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,叠放高度测量超声波传感器应用举例（续）赴末勿遂圆氨测酣维幅寅,超声波传感器应用举例（续）,物件放置错误检测,远填粪胶栖嗜沪伏恃渡戚饮胺垢坟匝骗奄辰搂嫡奔秧准祭划人坠胯喧联除第四章 发动机传感器第四章 发动机传感器,超声波传感器应用举例（续）物件放置错误检测远填粪胶栖嗜沪伏恃,超声波传感器应用举例（续）,透明塑料张力控制,彤耶缸颐暴弧戎挡锅振昏垣墩估醚丧忙漆逐