常用傳感器及其應用

1、關于常用傳感器及其應用第1頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四傳感器傳感器是指測試器系統(tǒng)的檢測部分直接與被測對象發(fā)生關系，直接感受被測參數(shù)的變化，并把被測參數(shù)轉(zhuǎn)為易于運輸、處理、測量的信號，完成這一任務的裝置稱為傳感器。 我們的五官（眼，耳，皮膚，鼻，舌）就是傳感器。五官通過五種感覺（視覺，聽覺，觸覺，嗅覺，味覺）接受來自外界的信號，并將這些信號傳遞給大腦，大腦對這些信號進行分析處理，然后將指令傳給肌體，這是我們常見的一種傳感器。 第2頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四人體與機器的對應外界刺激人體人的感官人腦機體機器傳感器計算機執(zhí)行器第3頁，共92頁，

2、2022年，5月20日，1點28分，星期四 傳感器的種類很多,目前沒有統(tǒng)一的分類方法,常采用的分類方法有以下幾種:1、按輸入量分 輸入量分別為溫度、壓力、位移、速度、氣體等非電量，則相應的是溫度傳感器、壓力傳感器等。2、按測量原理分 主要是基于電磁原理和固體物理學理論，根據(jù)變電阻的原理，有相應的應變式傳感器；根據(jù)變磁阻原理，有相應的電感式、電渦流式傳感器；根據(jù)半導體有關理論，有相應的半導體力敏傳感器、氣敏傳感器等。第4頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四3、傳感器的主要發(fā)展方向 A、傳感器的固體化 主要發(fā)展半導體傳感器，它不僅靈敏度高、響應快、小型輕量、而且便于實現(xiàn)傳感器的

3、集成化和多功能化，如壓力傳感器SP12。 B、傳感器集成化和多功能化 將敏感元件、信號處理或轉(zhuǎn)換單元、電源等部分利用半導體技術將其制做在同一芯片上，如溫濕度傳感器。第5頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四 C、傳感器的智能化 它通常將信號檢測、信號處理等外圍電路全部集成在一塊基片上，使它具有自診斷、通信、自動調(diào)零功能。 D、傳感器組網(wǎng)的無線化 主要采用2.4GHZ的ZIGBEE技術，它的特點是功耗低、傳輸可靠、通信距離可達幾百米，速率最大可達1MB/S。第6頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四一、溫度傳感器溫度測量分接觸式和非接觸式，常用的傳感器有：金屬

4、熱敏電阻 主要是銅電阻和鉑電阻，測量線性好，信號處理較熱電偶簡單。但溫度范圍較熱電偶小。熱電偶 測量溫度寬，可靠性高，最高可達1600度，但成本高，信號處理復雜。第7頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四分立半導體熱敏電阻 如NTC熱敏電阻，線性較差，但成本極低，主要用在小家電上。半導體集成溫度傳感器 主要利用溫度越高PN結(jié)流過的反向漏電流越大，并通過放大、線性化處理、信號轉(zhuǎn)換等。紅外輻射溫度傳感器 非接觸高溫測量，最高可達數(shù)千度，測量距離引起的誤差較大，成本高。光纖溫度傳感器 接觸式測量，絕緣性能好、抗干擾能力強，測量精度高。第8頁，共92頁，2022年，5月20日，1點2

5、8分，星期四金屬熱敏電阻 常見的金屬熱敏電阻有鉑電阻和銅電阻，和銅電阻相比鉑電阻的溫度范圍更寬、 線性更好， 常用在化工廠等企業(yè)生產(chǎn)過程的溫度測量。鉑電阻 鉑電阻的測量溫度范圍為-200+850 在-200 +0內(nèi)： 在0 +850內(nèi)： 式中Rt和R0分別為t度和0度電阻值，A、B、C為常數(shù)第9頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四常用鉑電阻有PT100和PT10兩種。第10頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四第11頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四第12頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四銅電阻 由于鉑是貴金屬，

6、在一些測量精度不高且溫度較低的場合，可采用銅電阻測量，它的范圍為-50+150，銅電阻的阻值與溫度的關系幾乎是線性的，可近似地表示： 式中Rt和R0分別為T度和0度的銅電阻值。銅電阻有兩種分度號Cu50和Cu100。第13頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四2、熱電偶 熱電偶是工程上應用最廣泛的一種溫度傳感器，它構造簡單，使用方便，溫度測量范圍寬（-401700。 兩種不同的導體或半導體組成一個閉合回路，當兩接觸點溫度不同時就會產(chǎn)生電動勢E。TABET0第14頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四目前常用的熱電偶有：熱電偶名稱 分度號 適用溫度銅-銅鎳 T

7、 -40350鎳鉻-銅鎳 E -40800鐵-銅鎳 J -40750鎳鉻-鎳硅 K -401000鉑銠-鉑 S 01100鉑銠30-鉑銠6 B 6001700第15頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四第16頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四3.半導體熱敏電阻 半導體熱敏電阻常用的有PTC和NTC, 優(yōu)點是阻值大（數(shù)百至數(shù)百K）、價格低，缺點是非線性嚴重。日本芝蒲公司生產(chǎn)的質(zhì)量最好。 用作溫度測量的一般用NTC，NTC還用于開關電源交流輸入端的開機浪涌保護。第17頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四VccGNDVoutRtR1 NTC

8、熱敏電阻溫度和阻值間存在嚴重的非線性，因此實際應用時需要用軟件進行線性補償，主要用在對溫度測量精度要求不高和一些溫度保護的場合。第18頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四熱敏電阻熱敏電阻器 用來測量溫度的傳感器種類很多，熱敏電阻器就是其中之一。許多熱敏電阻具有負溫度系數(shù)(NTC)，也就是說溫度下降時它的電阻值會升高。在所有被動式溫度傳感器中，熱敏電阻的靈敏度(即溫度每變化一度時電阻的變化)最高，但熱敏電阻的電阻/溫度曲線是非線性的。表1是一個典型的NTC熱敏電阻器性能參數(shù)。第19頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四熱敏電阻這些數(shù)據(jù)是對Vishay-Dal

9、e熱敏電阻進行量測得到的，但它也代表了NTC熱敏電阻的總體情況。其中電阻值以一個比率形式給出(R/R25)，該比率表示當前溫度下的阻值與25時的阻值之比，通常同一系列的熱敏電阻器具有類似的特性和相同電阻/溫度曲線。以表1中的熱敏電阻系列為例，25時阻值為10K的電阻，在0時電阻為28.1K，60時電阻為4.086K；與此類似，25時電阻為5K的熱敏電阻在0時電阻則為 14.050K。圖1是熱敏電阻的溫度曲線，可以看到電阻/溫度曲線是非線性的。第20頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四熱敏電阻第21頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四熱敏電阻計算公式雖然這

10、里的熱敏電阻數(shù)據(jù)以10為增量，但有些熱敏電阻可以以5甚至1為增量。如果想要知道兩點之間某一溫度下的阻值，可以用這個曲線來估計，也可以直接計算出電阻值，計算公式如下： Rt =R*EXP(B*(1/T1-1/T2)第22頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四熱敏電阻測溫電路第23頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四建立熱敏電阻溫度表電壓與溫度的關系建立AD采樣值與溫度的關系10位AD，建立01023的溫度表。根據(jù)實際應用可以截取一部分建立溫度表。第24頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四集成單片溫度傳感器AD590性能特點線性電流輸出：1

11、 A/K。測溫范圍寬：55+150。二端器件：電壓輸入，電流輸出。激光微調(diào)使定標精度達0.5 （AD590M）。線性度極好：在整個測溫范圍內(nèi) 非線性誤差小于0.3（AD590M）。工作電壓范圍寬：430 V。器件本身與外殼絕緣。成本低。第25頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四注意：測量Vo時，不可分出任何電流，否則測量不準。AD590的引腳排列及基本連接方法第3個腳可以不接，是接外殼作屏蔽用的說明：其輸出電流是以絕對溫度零度（-273）為基準，每增加1，它會增加1A輸出電流，因此在室溫25時，其輸出電流Iout=（273+25）=298A。 第26頁，共92頁，2022年

12、，5月20日，1點28分，星期四AD590的三種連接方法之比較第27頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四AD590的兩種I/V變換電路第28頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四AD590溫度傳感器應用電路之一第29頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四AD590溫度傳感器應用電路之二第30頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四集成單片溫度傳感器DS18B20性能特點獨特的單線接口通過并聯(lián)可實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； 無需外部器件 供電電壓范圍為3.05.5V； 零待機功耗 溫度以9或12位數(shù)字量讀出 用戶可定義的非易失性溫度報

13、警設置 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度的器件 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會燒毀第31頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四總體電路結(jié)構框圖按照系統(tǒng)設計功能的要求，確定系統(tǒng)由3個模塊組成：主控制器、測溫電路和顯示電路。DS18B20應用實例數(shù)字溫度計的設計第32頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四總線t0時刻發(fā)送一復位脈沖（最短為480us的低電平信號），接著在t1時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)，DS18B20在總線的上升沿之后等待15-60us，然后在t2時刻發(fā)出存在脈沖（低電平持續(xù)60-240us），單片機接收到低電平脈沖說明復位成功，否則

14、需重新進行復位操作。DS18B20復位時序第33頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四DS18B20復位函數(shù)注：復位函數(shù)必須嚴格按照時序圖編寫，尤其應注意延時時間的準確性。第34頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四當主機總線t0時刻從高拉至低電平時就產(chǎn)生寫時間間隙。從t0時刻開始15us之內(nèi)主機應將所需寫的位送到總線上，DS18B20在t0后15-60us內(nèi)對總線電平采樣。連續(xù)寫2位的間隙應大于1us。DS18B20寫0和寫1時序DS18B20寫0時序DS18B20寫1時序第35頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四DS18B20寫字節(jié)函

15、數(shù)第36頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四主機總線t0時刻從高拉至低電平時，總線只需保持低電平1-4us，之后在t1時刻將總線拉高產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在t1時刻后t2時刻前有效，t2距t0 15us，也就是說t2時刻前主機必須完成讀位并在t0后的60-120us內(nèi)釋放總線。連續(xù)讀2位的間隙應大于1us。DS18B20讀字節(jié)時序第37頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四DS18B20讀字節(jié)時序第38頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電流互感器的作用為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行,必須對電力設備的運行情況進行監(jiān)視和測量。但一般的測量和

16、保護裝置不能直接接入一次高壓設備,而需要將一次系統(tǒng)的大電流按比例變換成小電流,供給測量儀表和保護裝置使用。電流互感器除了可以將線路上大小不一的電流變成一定大小的電流，以便于測量之外，還可以起到與線路絕緣的作用，以保證操作人員和儀表的安全。第39頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四定義與基本結(jié)構定義：電流互感器是一種專門用作變換電流的特種變壓器。基本結(jié)構：主要由一次繞組、二次繞組和鐵心構成，一次、二次和鐵心之間都有絕緣。 第40頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四原理圖第41頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四CT按用途分類按用途分：1

17、、測量用將任一數(shù)值的交流電流轉(zhuǎn)換為用標準儀器可以直接測量的交流電流值；使高壓回路與維護人員可以接近的測量儀表絕緣。 2、保護用將任一數(shù)值的交流電流轉(zhuǎn)換成可以供給繼電保護裝置的交流電流值；使高壓回路與維護人員可以接近的繼電器絕緣。第42頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四第43頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四直流電流檢測方法電阻法：小電流的測量，可在被測量回路，接入一小的精密電阻Ro，該電阻上的壓降，跟回路電流成正比，即Vo=I*Ro。測出了Vo，然后通過計算，轉(zhuǎn)換成電流?？点~絲：這個方法跟電阻法類似。分流器：大電流，通過分流器測量。霍爾傳感器，專用的

18、電流測量儀器，直流、交流都可以測量。第44頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電阻法第45頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電阻的選擇阻值的選擇電阻功率的選擇電阻的精度選擇第46頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四康銅絲、錳銅絲本質(zhì)與電阻采樣方式相同通過電流能力大內(nèi)阻小、適用于電流較大的場合溫度漂移量非常小與銅導線連接時熱電勢?。ㄥi銅絲）過電流能力強（大約5A每平方毫米 ）第47頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四第48頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四分流器200A/75MV 第49頁，共

19、92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四霍爾傳感器不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。 精度相對較低第50頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電壓互感器 電壓互感器的作用是隔離高電壓，并把高電壓變?yōu)榈碗妷?，供繼電保護、自動裝置和測量儀表獲取一次側(cè)電壓信息。按工作原理，電壓互感器可分為： 1、電磁式電壓互感器 電力變壓器型，原理和普通變壓器相似； 適用于6kV110kV系統(tǒng)； 價格貴，容量大，誤差小(相對于后者) 2、電容式電壓互感器(CVT-capacitance voltage T) 電容分壓型； 適用于110kV

20、500kV系統(tǒng)； 價格低，容量小，誤差大(相對于前者)第51頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電磁式電壓互感器的工作原理電磁式電壓互感器的工作原理，構造和連接方法都和普通電力變壓器相同。其主要區(qū)別在于電壓互感器的容量很小，通常只有幾十到幾百伏安。第52頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四一次繞組并聯(lián)在所測量的一次回路中。一次繞組電壓等于電網(wǎng)電壓，不受二次回路負荷的影響。接在二次繞組的負荷是儀表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，通過的電流很小，因此，電壓互感器正常工作時，二次繞組接近于空載狀態(tài)。此時，二次電壓接近于二次電勢，并決定于一次電壓值。 即有：

21、額定電壓比 第53頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四 在二次電壓一定的情況下，阻抗越小則電流越大。當電壓互感器二次回路短路時，二次回路的阻抗接近為0，二次電流I2將變得非常大，如果沒有保護措施，將會燒壞電壓互感器。所以電壓互感器的二次回路不能短路。第54頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四第55頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四壓阻式壓力傳感器利用壓阻效應將壓力信號變換為電阻變化信號的傳感器。利用檢測電路把壓阻式壓力傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?，即可被電子系統(tǒng)處理。 檢測電路通常是采用惠斯通電橋構成的。第56頁，共92頁，202

22、2年，5月20日，1點28分，星期四惠斯通電橋構成的恒壓源電阻測量電路結(jié)論：恒壓源測量電路輸出電壓與溫度相關，必須進行補償，而恒流源測量電路無需溫度補償，因此采用恒流源激勵是不錯的選擇?？梢杂煤懔髟垂╇?！第57頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四幾種恒流源參考電路類型1：特征：使用運放，高精度輸出電流：Iout=Vref/Rs類型2：特征：使用并聯(lián)穩(wěn)壓器，簡單且高精度 輸出電流：Iout=Vref/Rs檢測電壓：根據(jù)Vref不同（1.25V或2.5V）第58頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四幾種恒流源參考電路類型3：特征：使用晶體管，簡單，低精度 輸出

23、電流：Iout=Vbe/Rs檢測電壓：約0.6V類型4：特征：減少類型3的Vbe的溫度變化，低、中等精度，低電壓檢測 輸出電流：Iout=Vref/Rs檢測電壓：0.1V0.6V第59頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四幾種恒流源參考電路類型5：特征：使用JEFT，超低噪聲 輸出電流：由JFET決定檢測電壓：與JFET有關類型6：特征：消除類型1基極電流誤差 輸出電流：Is=Iout-Ig第60頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四壓力傳感器在低成本電子秤中的應用電子秤基本結(jié)構第61頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電子秤樣機電路A：

24、電阻應變式稱重傳感器 B：RC濾波網(wǎng)絡 輸入模擬信號范圍為（-AVDD/2，AVDD/2） SDI提供SPI（串行外設接口）與MCU通信第62頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四電子秤精度計算及分析 設傳感器輸出規(guī)格為1.6mV/V（即傳感器滿量程時，電源單位電壓對應的輸出電壓大?。?5V電源對應的滿量程差分輸出信號為：8mV。由FS1（電子秤滿量程）= 0.8 * FS0（傳感器的滿量程范圍），得傳感器的最大可提供信號為：6.4mV。設定SDI0818內(nèi)部PGA為：128，故SDI0818的最大可用信號為：6.4mV * 128 = 819.2mV。 假設電子秤內(nèi)部精度要

25、做到10000點分度（d），則每個分度大小為：82uV，也就是SDI0818必需能分辨出82uV的信號。 SDI0818參考電壓AVDD為5V，則如果每分度按照82uV來計算的話，則共有約60975個分度值（ 216），也就是說SDI0816的不動碼要達到16位以上才能實現(xiàn)。 SDI0816在PGA = 128的情況下，有效位為16位，不動碼也是16位，能實現(xiàn)10000點左右的電子秤。第63頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四什么是MEMS傳感器?微機電系統(tǒng)（Microelectromechanical Systems，MEMS）是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業(yè)

26、技術，它的操作范圍在微米范圍內(nèi)。比它更小的，在納米范圍的類似的技術被稱為納機電系統(tǒng)。 MEMS（微機電系統(tǒng)）是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。 第64頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四MEMS使玩家動起來 MEMS運動控制式用戶界面 第65頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四iPhone目前大多數(shù)手機都含有MEMS傳感器實現(xiàn)重力加速計和陀螺儀的功能，例如被用在iPhone中。通過對旋轉(zhuǎn)時運動的感知，iPhone可以自動地改變橫豎屏顯示，以便消費者能夠以合適的水平和垂直視角看到完整的頁面或者數(shù)字圖片

27、。iPhone4到底用上了哪些傳感器呢？第66頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四iPhone4中的傳感器1)影像傳感器 簡單說就是相機鏡頭，由于只牽涉到微光學與微電子，沒有機械成份在里頭，即便加入馬達、機械驅(qū)動的鏡頭，這類的機械零件 也過大，不到微的地步，所以此屬于光電半導體，屬于光學、光電傳感器。2)亮度傳感器外界并不清楚iPhone4用何種方式感應環(huán)境光亮度，而最簡單的實現(xiàn)方式是用一個光敏電阻，或者，iPhone4直接用影像傳感器充當亮度偵測，也是可行。無論如此，此亦不帶機械成份，屬于光電類傳感器，甚至可能不是微型的，只是一般光學、光電傳感器。3)磁阻傳感器簡單講就是

28、感測地磁，這樣講還是太學名，感應地磁就是指南針原理，將這種地磁感應電子化、數(shù)字化，就稱為數(shù)字指南針（DigitalCompass）。老實說，數(shù)字指南針技術比較偏玩具性，因為用來感測地磁的磁阻傳感器，很容易受環(huán)境影響（如高壓電塔旁、馬達旁），必須時時校正才有用。第67頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四iPhone4中的傳感器4)近接傳感器近接傳感器的實現(xiàn)技術非常多種，可以是紅外線（例如便利商店的自動門、公共廁所的自動沖水器），可以是超音波、雷射等。同樣的，Apple沒講，我們只能亂猜或盡可能網(wǎng)搜，不過，近接傳感器也沒有迫切微型化的需要，不在熱門MEMS組件之列。5)聲波傳感

29、器學名聲波傳感器，俗名麥克風。是的，iPhone4為了強化聲音質(zhì)量，使用2組麥克風與相關運算來達到降噪（降低噪音）的效果，這種技術稱為數(shù)組麥克風（ArrayMIC），事實上早在Apple實行之前，2004年Wintel就已經(jīng)在PC上提出過，差別是Apple用于手機，Wintel用于PC。麥克風需要微型化嗎？是的，需要，相當需要，且使用一個以上的麥克風，麥克風的體積縮小需求就更迫切，麥克風也牽涉到機械（聲波會使微型機械振動），并將機械振動轉(zhuǎn)換成電子信號，因此微型化的麥克風，是個不折不扣的MEMS傳感器。第68頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四iPhone4中的傳感器6)加速

30、度傳感器俗稱加速規(guī)、G-Sensor，可以感應物體的加速度性。事實上加速度傳感器的實現(xiàn)方式也是許多種，MEMS只是手法之一，用MEMS實現(xiàn)加速度傳感器確實是目前的趨勢。加速度傳感器一般有X、Y兩軸與X、Y、Z三軸兩種，兩軸多用于車、船等平面移動為多，三軸多用于飛彈、飛機等飛行物。而不用多說，Wii遙控器也是用三軸，iPhone可以感應實體翻轉(zhuǎn)而自動對應翻轉(zhuǎn)畫面，也是靠這個傳感器。7)角加速度傳感器更簡單講就是陀螺儀，陀螺儀實現(xiàn)技術有機械式與光學（紅外線、雷射）式，第六項的加速度傳感器比較能感測平移性，但對于物體有個軸心，進行角度性的移動，則其感應效果不如陀螺儀好，所以許多應用多半是混何使用加速

31、度傳感器與陀螺儀，而今iPhone4也從善如流。不過，iPhone4確實是率先使用陀螺儀的手機。說了這么多，真的稱得上MEMS傳感器的，其實只有麥克風、加速度傳感器、陀螺儀三個，其他的傳感器多是夸大延伸，不是不用微型化，就是根本沒用及機械技術。第69頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器?；魻栃喝绻淹ㄓ须娏鞯膶w放在垂直于它的磁場中，則在導體的兩側(cè)會產(chǎn)生一電勢差，它與電流及磁感應強度成正比，與導體厚度成反比。第70頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四霍爾傳感器的基本應用電路控制電流（激勵電流）由電源E供給，其大小可由調(diào)

32、節(jié)電阻RP來實現(xiàn)，霍爾片輸出端接負載Rj，Rj可以是一般電阻，也可以是放大器的輸入電阻或指示器的內(nèi)阻。在磁場和控制電流的作用下，負載上就有輸出電壓。在實際使用中，輸入信號可為電流I或磁感應強度B，或者兩者同時作為輸入，則輸出信號可正比于I或B，或兩者之積。第71頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四霍爾傳感器的典型應用測量轉(zhuǎn)速在非磁材料的圓盤邊緣上粘貼一塊磁鋼，將圓盤固定在被測轉(zhuǎn)軸上，開關型霍爾傳感器固定在圓盤外緣附近，圓盤每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器便輸出一個脈沖，用頻率計測量這些脈沖，便可知道轉(zhuǎn)速。設頻率計的頻率為f，粘貼的磁鋼數(shù)為Z，則轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為n=60f/Z（r/min），

33、若Z=60，則n=f，即轉(zhuǎn)速為頻率計的示值。若粘貼6塊磁鋼，則轉(zhuǎn)速為n=10f，這樣讀數(shù)與計算都比較方便。 （1）轉(zhuǎn)速測量原理第72頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四霍爾傳感器的典型應用測量轉(zhuǎn)速（2）測量轉(zhuǎn)速電路測量轉(zhuǎn)速的裝置UGN3040是集電極開路元件，外接上拉電阻。當磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，霍爾IC的輸出也隨之變化，B點是經(jīng)過三極管反相后的輸出。后續(xù)電路可用計數(shù)器記錄轉(zhuǎn)速。 第73頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四光電傳感器將被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器。按光電元件輸出量性質(zhì)可分為模擬式光電傳感器和

34、脈沖（開關）式光電傳感器兩類。第74頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四常用光敏器件光敏電阻器一結(jié)構與原理 光敏電阻利用光電導效應制成。當入射光子使電子由價帶躍升到導帶時，導帶中的電阻和價帶中的空穴二者均參與導電，因此電阻顯著減小，稱為光敏電阻。 二光敏電阻有以下優(yōu)點 1.光譜響應相當寬。 2.所測的光強范圍寬，即可對強光響應，也可對弱光響應。 3.無極性之分，使用方便，成本低，壽命長。 4.靈敏度高，工作電流大，可達數(shù)毫安。第75頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四光敏電阻的符號和連接電路第76頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四此

35、電路在實際應用中還需改進，如樓道照明增加聲控開關、路燈控制增加抗干擾附加電路。光敏電阻的應用電路照明燈自動控制電路第77頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四光敏二極管又稱光電二極管，其原理是利用PN結(jié)施加反向電壓時，在光線照射下反向電阻由大變小進行工作的。光敏二極管使用時要反向接入電路中，即正極接電源負極，負極接電源正極。常用光敏器件光敏二極管第78頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四運放A1構成光電流/電壓變換器，A2構成電壓/電流變換器；該電路可構成光控裝置。光敏二極管的應用電路照度計第79頁，共92頁，2022年，5月20日，1點28分，星期四白天，亮度大于一定程度時，光敏二