1关于“传感器”……继续2压电传感器压电效应:某些材料在承受机械应变作用时,内部会产生极化作用,从而在材料的相应表面产生电荷;反之,当它们承受电场作用时会改变几何尺寸。常见的压电材料分为三类:单晶压电晶体,如石英;多晶压电陶瓷,如极化的铁电陶瓷(钛酸钡);某些高分子压电薄膜。压电传感器常用于测量力(力矩)、振动(加速度)等物理量。3压电传感器晶片受外力作用而在两级上产生等量而极性相反的电荷。若积聚在极板上的电荷无泄漏,则当外力持续作用时电荷量保持不变,当外力撤去时电荷随之消失。对于压电式力传感器,测量的力与传感器产生的电荷量成正比,通过测量电荷值便可求得所施加得力。压电晶片串联并联等效电荷源4磁电式传感器磁电式传感器是一种将被测物理量转换为感应电动势的装置,亦称电磁感应式或电动力式传感器。由电磁感应定律e=-W·dФ/dt,感应电动势的大小取决于线圈匝数和穿过线圈的磁通变化率。而磁通变化率又与磁场强度、磁路磁阻及线圈相对于磁场的运动速度有关。磁电式传感器可分为动圈式、动铁式、磁阻式三类。5磁电式传感器线位移式动圈传感器:线圈直线运动切割磁力线,感应电动势e=WBlvy正比于线圈运动速度——速度传感器。经微分或积分,还可测量加速度和位移。线位移式动铁传感器6磁电式传感器动圈磁电式传感器等效电路(图4.76)7磁电式传感器磁阻式传感器是使线圈和磁铁固定不动,由导磁体的运动来影响磁路的磁阻,从而引起磁场强弱变化,使线圈产生感应电势。8红外辐射检测物体的温度只要高于绝对零度,就处于“热状态”,其物质原子和分子不断振动、旋转并发生电子跃迁,从而产生电磁波。这些电磁波的波长处于可见光的红光之外,称为“红外线”红外辐射——近红外0.76-2.5/中红外2.5-25/远红外25-1000µm电磁波谱9红外辐射检测Stefan-Boltzmann定律:物体辐射强度与其热力学温度的四次方成正比W=εσT4W:单位面积辐射功率,ε:比辐射率(非黑体辐射度/黑体辐射度),σ:常数黑体:在任何温度下能全部吸收任何波长的辐射ε=1灰体:一般物体ε1,不能全部吸收投射到表面的辐射功率,发射热辐射的能力也小于黑体。10红外辐射检测红外探测器:将红外辐射量转化为电量的装置。热敏探测器是利用半导体薄膜在受到红外辐射时产生的热效应,响应时间慢(毫秒级),且在整个红外波长范围内灵敏度基本不变。光电探测器是光敏半导体器件,响应快(纳秒级),但必须在低温工作。11红外辐射检测辐射温度计一般用于800ºC以上高温测量受热板——人造黑体12红外辐射检测红外测温装置:被测物热辐射经光学聚焦、光栅调制成一定频率入射到热敏电阻探测器……测温范围0~700ºC,时间常数4~8ms13霍尔传感器霍尔传感器属于半导体磁敏器件——砷化铟、锑化铟、砷化镓等高阻率半导体材料。霍尔效应:将霍尔板置于磁场中,板厚一般远小于板宽和板长,在板长方向通以控制电流时,板宽方向会产生电势差——霍尔电压。(图4.123)14霍尔传感器霍尔电压与控制电流和磁感应强度成正比:U=kIB霍尔效应的产生是由于磁场中洛伦兹力作用的结果。霍尔传感器首先是用来测磁场的,此外用来测量可产生或影响磁场的物理量。15霍尔传感器大电流测量(图4.124)16霍尔传感器霍尔乘法器(图4.125)U=kIB*IRB用电器17霍尔传感器位置测量(图4.126)18霍尔传感器转速测量(图4.127)19霍尔传感器齿轮转动方向测量(图4.128)20霍尔传感器钢丝绳断丝检测(图4.129)21作业通读王伯雄《工程测试技术》161-269“被测量的获取”