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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,传感器原理及应用,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2024/11/24,1,第六章 电势型传感器,热电偶,压电传感器,磁电传感器,霍尔传感器,2023/10/61第六章 电势型传感器热电偶,2024/11/24,2,热电偶,2023/10/62热电偶,2024/11/24,3,热电偶工作原理,热电效应：两种,不同类型的金属导体两端,，分别接在一起构成闭合回路，当,两个结点温度不等,（,T,T,0,）有温差时，回路里,会产生热电势,，形成电流,2023/10/63热电偶工作原理 热电效应：两种不同类型,2024/11/24,4,热电偶工作原理,两种导体的接触电势：不同金属,自由电子密度不同,，当两种金属,接触在一起,时，在结点处会发生电子扩散，电子从浓度高的向浓度低的金属扩散。,浓度高的失去电子显正电,，,浓度低的得到电子显负电,。当扩散达到动态平衡时，得到一个稳定的接触电势。,2023/10/64热电偶工作原理 两种导体的接触电势：不,2024/11/24,5,热电偶工作原理,单一导体的温差电势,：,对一,单一金属,，如果,两边温度不同,，两端也,会产生电势,。高温端失去电子带正电，低温端得到电子带负电,中间导体定律,：,当引入第三导体,C,时，只要,C,导体两端温度相同，回路总电动势不变,标准电极定律,：,导体,C,分别与热电偶两个热电极,A,、,B,组成热电偶,AC,和,BC,，当保持三个热电偶的两端温度相同时，则热电偶,AB,的热电势等于另外两个热电偶,AC,和,BC,的电势之差,2023/10/65热电偶工作原理单一导体的温差电势：对一,2024/11/24,6,热电偶种类,普通热电偶 薄膜热电偶 铠装热电偶,2023/10/66热电偶种类 普通热电偶,2024/11/24,7,热电偶的应用,温度测量,2023/10/67热电偶的应用 温度测量,2024/11/24,8,热电偶的应用,炉温自动记录仪,2023/10/68热电偶的应用 炉温自动记录仪,2024/11/24,9,压电传感器,压电陶瓷,石英晶体,2023/10/69压电传感器 压电陶瓷 石英晶体,2024/11/24,10,压电效应,当某些晶体在一定方向上,受到外力,作用,时，,在,某两个对应的,晶面上,，,会产生,符号相反的,电荷,，当,外力取消,后，,电荷也消失,。作用力改变方向（相反）时，两个对应晶面上电荷符号改变，该现象称正压电效应,2023/10/610压电效应 当某些晶体在一定方向上受到外,2024/11/24,11,逆压电效应,某些晶体在一定方向上受到,电场,（加电压）,作用,时，在一定的晶,轴方向,上将产生机械,变形,，外加,电场消失,，,变形,也随之,消失,2023/10/611逆压电效应 某些晶体在一定方向上受到电,2024/11/24,12,简介,Z,轴,是晶体的对称轴，该轴方向,没有压电效应,；,X,轴,称电轴，电荷都积累在此轴晶面上，垂直于,X,轴晶面的,压电效应最显著,；,Y,轴,称机械轴，逆压电效应时，沿此轴方向的,机械变形最显著,2023/10/612简介Z轴是晶体的对称轴，该轴方向没有压,2024/11/24,13,压电元件的等效电路,压电元件可以等效成一个,电荷源和,一个,电容并联,的等效电路,2023/10/613压电元件的等效电路 压电元件可以等效,2024/11/24,14,压电传感器的应用,压电式力传感器,1-,上盖,2-,石英晶片,3-,电极,4-,引出插头,5-,绝缘材料,6-,底座,2023/10/614压电传感器的应用 压电式力传感器 1-,2024/11/24,15,压电式加速度传感器,结构,1-,壳体,2-,弹簧,3-,质量块,4-,压电晶片,5-,引出电极,6-,基座,原理,2023/10/615压电式加速度传感器 结构,2024/11/24,16,燃气压电点火器,2023/10/616燃气压电点火器,2024/11/24,17,压电式玻璃破碎报警器,2023/10/617压电式玻璃破碎报警器,2024/11/24,18,压电换能,电子血压计,2023/10/618压电换能 电子血压计,2024/11/24,19,压电薄膜元件,洗衣机不平衡电器检测,汽车监控,2023/10/619压电薄膜元件 洗衣机不平衡电器检测 汽,2024/11/24,20,磁电传感器,2023/10/620磁电传感器,2024/11/24,21,工作原理,当导体在稳恒均匀磁场中，沿垂直磁场方向运动时，导体内产生的感应电势为,当一个,N,匝相对静止的导体回路处于随时间变化的磁场中时，导体回路产生感应电动势,e,，,e,的大小与穿过线圈的磁通,变化率有关,2023/10/621工作原理 当导体在稳恒均匀磁场中，沿,2024/11/24,22,基本结构,变磁通式又称,磁阻式,，线圈、磁铁静止不动，,转动物体引起磁阻、磁通变化,，该类传感器常用于角速度的测量。,1-,永久磁铁,2-,软铁,3-,感应线圈,4-,铁齿轮,磁阻式,2023/10/622基本结构 变磁通式又称磁阻式，线圈、,2024/11/24,23,基本结构,恒磁通式又称,动圈式,磁路系统恒定，磁场运动部件可以是线圈也可以是磁铁,2023/10/623基本结构 恒磁通式又称动圈式,2024/11/24,24,磁电式传感器的应用,振动测量,2023/10/624磁电式传感器的应用 振动测量,2024/11/24,25,霍尔传感器,霍尔效应,在一块通电的半导体薄片上，加上和薄片表面垂直的磁场,B,，在薄片的横向两侧会出现一个电压，如图中的,V,H,，这种现象就是霍尔效应,2023/10/625霍尔传感器 霍尔效应,2024/11/24,26,霍尔元件,霍尔元件结构简单，从一个矩形薄片状的半导体基片上的两个相互垂直方向的侧面上，各引出一对电极,2023/10/626霍尔元件 霍尔元件结构简单，从一个矩形,2024/11/24,27,测量电路,在磁场与控制电流的作用下，负载上就有电压输出。在实际使用时，,I,或,B,或两者同时作为信号输人，而输出信号则正比于,I,或,B,或两者乘积,2023/10/627测量电路 在磁场与控制电流的作用下，负,2024/11/24,28,霍尔传感器应用,测量磁场,微位移测量,2023/10/628霍尔传感器应用 测量磁场,2024/11/24,29,霍尔传感器应用,霍尔转速表,霍尔式压力传感器,2023/10/629霍尔传感器应用 霍尔转速表 霍尔式压力,2024/11/24,30,霍尔液位传感器,霍尔器件装在容器外面，永久磁体支在浮子上，随着,液位变化,，作用到霍尔器件上的,磁场的磁感应强度改变,，从而可测得液位。,2023/10/630霍尔液位传感器 霍尔器件装在容器外面，,
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