第六章 电势型传感器ppt课件
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高二物理选修课件第六章传感器
压电材料
具有压电效应的材料称为压电材料。常见的压电材料有 石英、酒石酸钾钠等晶体和铌镁酸铅、铌钛酸铅等人工 合成多晶材料。
压电式传感器工作原理
工作原理
压电式传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的。其核心部件是一个压电 元件，当压电元件受到外力作用时，会在其表面产生电荷，从而实现非电量到电量的转
等压力测量领域具有广泛应用。
03
位移测量
利用滑线变阻器随位移变化的特性，将位移变化转换为电阻值的变化，
再通过测量电路转换为电压或电流信号进行测量。滑线变阻器在机械位
移、角度等测量领域具有广泛应用。
03 电容式传感器
CHAPTER
电容式传感器原理及结构
电容式传感器原理
利用电容器原理，将非电量转换为电容量变化。传感器由两个平行金属极板组 成，中间为绝缘介质。当被测参数变化时，导致极板间距离或相对面积变化， 从而引起电容量变化。
无线接口
通过无线通信技术将传感器的输 出信号传输到远程设备中，实现 无线传感网络的构建和应用。常 见的无线接口有蓝牙、Wi-Fi等
。
谢谢
THANKS
电容式传感器应用实例
压力测量
利用电容式压力传感器测量气体或液体的压力。传感器极板受压变形导致电容量变化，通过测量电路转换为标准信号 输出。广泛应用于工业控制、航空航天等领域。
位移测量
利用电容式位移传感器测量物体位移或位置变化。传感器极板与被测物体之间距离变化导致电容量变化，通过测量电 路转换为位移量输出。应用于机床加工、自动化生产线等领域。
05 光电式传感器
CHAPTER
光电效应及光电器件
光电效应
是指光照射在物质上，引起电子 从束缚状态进入自由状态，从而 产生电流的物理现象。
高中物理第六章传感器1传感器及其工作原理课件新人教版选修3_2
• 敏感元件：相当于人的感觉器宫，直接感受 被测量并将其转换成与被测量成一定关系的易于 测量的物理量．
• 2．光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件特性成因
元对件比
产生变化的原因
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获 得能量成为自由电子，同时空穴增多，即载流子数 增多，于是导电性明显地增强，电阻减小
片电极时，电容器极板间距 d 变小，由 C＝4επrkSd知，
• 电容器电容C变大，根据Q＝CU知，极板带 电量将增大，电容器充电，电路中有从b到a的电 流，说法②正确；若电流表有示数，说明电容器 有充放电，极板带电量发生变化，根据Q＝CU知， 电容器电容C发生变化，从而判断出作用在可动 膜片电极上的压力F发生变化，说法④正确．故A 项正确．
• A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 • B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 • C．向右偏到某一刻度后不动 • D．向左偏到某一刻度后不动
【解析】 压力 F 作用时，极板间距 d 变小，由 C
＝4επSkd知，电容器电容 C 变大，又根据 Q＝CU，极板
所带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流表中产 生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持 固定后，充电结束，指针回到零刻度．
少
不好
• (2)原因：无光照增时多 ，载流子变极好 ___，导电性
能_____；随着光照光强照弱 的增强，载流子__电__阻_，导电
性_____．
• (3) 作 用 ： 把 _________ 这 个 光 学 量 转 换 为 _____这个电学量．
[再思考]
• 有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在 水壶上安装了传感器，当壶中的水减少到一定程 度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样 的传感器？
• 2．光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件特性成因
元对件比
产生变化的原因
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获 得能量成为自由电子，同时空穴增多，即载流子数 增多，于是导电性明显地增强，电阻减小
片电极时，电容器极板间距 d 变小，由 C＝4επrkSd知，
• 电容器电容C变大，根据Q＝CU知，极板带 电量将增大，电容器充电，电路中有从b到a的电 流，说法②正确；若电流表有示数，说明电容器 有充放电，极板带电量发生变化，根据Q＝CU知， 电容器电容C发生变化，从而判断出作用在可动 膜片电极上的压力F发生变化，说法④正确．故A 项正确．
• A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 • B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 • C．向右偏到某一刻度后不动 • D．向左偏到某一刻度后不动
【解析】 压力 F 作用时，极板间距 d 变小，由 C
＝4επSkd知，电容器电容 C 变大，又根据 Q＝CU，极板
所带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流表中产 生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持 固定后，充电结束，指针回到零刻度．
少
不好
• (2)原因：无光照增时多 ，载流子变极好 ___，导电性
能_____；随着光照光强照弱 的增强，载流子__电__阻_，导电
性_____．
• (3) 作 用 ： 把 _________ 这 个 光 学 量 转 换 为 _____这个电学量．
[再思考]
• 有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在 水壶上安装了传感器，当壶中的水减少到一定程 度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样 的传感器？
压电式传感器原理及应用(ppt)
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2. 压电式传感器的信号调节电路
压电式传感器要求负载电阻RL必须有很大的数 值，才能使测量误差小到一定数值以内。 因此常先接入一个高输入阻抗的前置放大器， 然后再接一般的放大电路及其它电路。 测量电路关键在高阻抗的前置放大器。 前置放大器两个作用:
– 把压电式传感器的微弱信号放大； – 把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出。
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（1）电压放大器
Ca：传感器的电容 Ra：传感器的漏电阻 Cc：连接电缆的等效电容 Ri：放大器的输入电阻 Ci：放大器的输入电容
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R Ra Ri Ra Ri
CC aC cCi
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前置放大器输入电压
Ui
i 1
R
jRC
压电元件的力 F=Fmsinωt 压电元件的压电系数为d11，产生的电荷为Q = d11·F。
X轴：电轴或1轴； Y轴：机械轴或2轴； Z轴：光轴或3轴。
“纵向压电效应”：沿电轴（X轴）方向的力作用下产生电荷 “横向压电效应”：沿机械轴（Y轴）方向的力作用下产生电荷 在光轴（Z轴）方向时则不产生压电效应。
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晶体切片
当沿电轴方向加作用力Fx时，则在与电轴垂直的平面 上产生电荷
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逆压电效应
在压电材料的两个电极面上，如果加以交流电压， 那么压电片能产生机械振动，即压电片在电极方 向上有伸缩的现象，压电材料的这种现象称为 “电致伸缩效应”，也叫做“逆压电效应”。 (施加电场 电介质产生变形 应力 ) 常见的压电材料有石英、钛酸钡、锆钛酸铅等。
1. 石英晶体的压电效应
如果被测物理量是缓慢变化的动态量，而测量回路的时间 常数又不大，则造成传感器灵敏度下降。因此为了扩大传 感器的低频响应范围，就必须尽量提高回路的时间常数。
高中物理第六章传感器章末小结ppt课件新人教版选修3_2
• 解题指导：通过红灯、黄灯的电流必须较小，根据欧姆定 律可知R1、R2起限流作用；根据电饭煲的工作原理和水的 沸点说明用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开的原 因。
• 解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流 过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70 ℃ 时自动闭合，当温度高于70 ℃～80 ℃时又自动断开，使 电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3 。由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开，而水 的沸点只有100 ℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干 后S1才会断开。
第六章
章末小结
素养脉络构建
概念 敏感元件光霍热敏尔敏电元电阻件阻和金属热电阻 传感器应用力温光传度传感传感器感器应器应用应用用：—电火电电子灾熨饭秤报斗锅警器
应用实例实实验验12..光温控度开报关警器
核心素养提升
一、传感器的工作原理和常用敏感元件 1．传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通 常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系 统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示： 非电 敏感 转换 转换 学量 → 元件 → 器件 → 电路 → 电学量
电容
与之相联系的物理知识 直流电路动态分析 直流电路问题
力学、运动学与直流电路 力、运动与含容电路
• 2．几种常见的传感器
• (1)红外线传感器：常用于家电遥控器、红外测温仪、生命 探测器、自动门等。
• (2)压力传感器：常用于电子秤、水位控制器等装置。
• (3)温度传感器：主要元件是热敏电阻或金属热电阻，常用 于恒温箱、电饭锅等家用电器。
• 接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度 达到70 ℃～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟 ，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S>2闭合，电饭煲处 于保温状态，由以上描述可知R2______R3(填“＜”“＝ ” “＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断 开，试解释此现象。
• 解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流 过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70 ℃ 时自动闭合，当温度高于70 ℃～80 ℃时又自动断开，使 电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3 。由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开，而水 的沸点只有100 ℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干 后S1才会断开。
第六章
章末小结
素养脉络构建
概念 敏感元件光霍热敏尔敏电元电阻件阻和金属热电阻 传感器应用力温光传度传感传感器感器应器应用应用用：—电火电电子灾熨饭秤报斗锅警器
应用实例实实验验12..光温控度开报关警器
核心素养提升
一、传感器的工作原理和常用敏感元件 1．传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通 常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系 统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示： 非电 敏感 转换 转换 学量 → 元件 → 器件 → 电路 → 电学量
电容
与之相联系的物理知识 直流电路动态分析 直流电路问题
力学、运动学与直流电路 力、运动与含容电路
• 2．几种常见的传感器
• (1)红外线传感器：常用于家电遥控器、红外测温仪、生命 探测器、自动门等。
• (2)压力传感器：常用于电子秤、水位控制器等装置。
• (3)温度传感器：主要元件是热敏电阻或金属热电阻，常用 于恒温箱、电饭锅等家用电器。
• 接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度 达到70 ℃～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟 ，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S>2闭合，电饭煲处 于保温状态，由以上描述可知R2______R3(填“＜”“＝ ” “＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断 开，试解释此现象。
2024年压电式传感器--ppt课件
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6.3.2 基本测量电路
压电传感器的内阻抗很高，而输出的信号微弱， 因此一般不能直接显示和记录。压电传感器要求测 量电路的前级输入端要有足够高的阻抗，这样才能 防止电荷迅速泄漏而使测量误差变大。压电传感器 的前置放大器有两个用：一是把传感器的高阻抗输 出变换为低阻抗输出；二是把传感器的微弱信号进 行放大。
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6.3 测量电路
6.3.1 等效电路
压电传感器在受外力作用时，在两个电极表面将
要聚集电荷，且电荷量相等，极性相反。这时它相当
于一个以压电材料为电介质的电容器，其电容量为
Ca
0A
h
式中，ε0为真空介电常数：ε为压电材料的相对介电
常数；h为压电元件的厚度；A为压电元件极板面积。
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6.4.2 电荷型石英压力传感器
西安宇恒电子有限公司生产的M112系列为发动 机燃烧传感器，适用于发动机汽缸内压力测试。 M119系列为高频、抗高冲击型，特别适用于榴弹炮、 液体发射药武器的测试。是典型的军工产品，也可广 泛应用于民用工业中，如发动机燃烧室压力测量等领 域，性能参数见书上表6-2所示。
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6.2.2 压电元件的结构型式 在压电式传感器中，常用两片或多片组合在一起使
用。由于压电材料是有极性的，因此接法也有两种，如
下图所示。图a为并联
接法，其输出电容C＇
为单片的n倍，即
C＇=nC，
U＇=U，Q＇=nQ。
图中b为串联接法，
这时有Q＇＝Q，
U＇= nU，C＇=C/n。
a)
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C
f
U0 A
(Ci
Cc
电动势式传感器精品PPT课件
第5章 电动势式传感器 1 磁电式传感器
2 压电晶体传感器 3 霍尔传感器
介绍三种传感器,即磁电式传感器、压电晶 体传感器和霍尔传感器。虽然它们的工作原理 截然不同,但它们的输出量都是电势,所以归类 为电动势式传感器。
一、磁电式传感器
磁电式传感器是一种利用电磁感应原理,将运动 速度转换成线圈中的感应电动势输出的传感器,它也 被称为感应式传感器。这种传感器工作时不需要电 源,直接从被测物体吸取机械能,转换为电信号输出。 由于它的输出功率较大,所以大大简化了测量电路,且 性能稳定,具有一定的工作带宽(一般为10~1000Hz), 所以获得较普遍的应用。
器的输出将变小。
补偿温度误差的办法是在结构许可的情况下,
在传感器的磁铁下装置热磁分路。
热磁分路是用磁分路片搭装在磁系统的极 靴上,把气隙中的磁通分出一部分,亦即把总磁通 分出一部分。磁分路片用特种的镍铁合金制成, 当温度在-80℃~+80℃之间,这类合金片的磁感应 强度随温度增加而明显地下降。所以,随着温度 增加,分到热磁分路的磁通减少,而分到气隙的那 部分磁通增加,这使e的数值增加,从而使电流增 大,起到了温度补偿作用。
(2)线圈的发热。因为传感器线圈产生感应 电动势,接上负载后,线圈中有电流流过,因而线 圈会发热。为此,根据传感器灵敏度,R与Rd匹配 求得线圈所需尺寸后,还必须发热方面对线圈加 以核算,使线圈的温升在允许的温升范围以内。
图2 磁电式传感器与指示仪表 相连的等效电路
图(2)是磁电式传感器与指示仪表相连的等
图3 磁电式传感器测量电路方框图
图3中,当联动开关S在"1"位置时,经过一个 积分电路,可测位移;当S在"2"位置时,经过微分 电路,可测加速度;若S在"3"位置,传感器输出信 号直接送主放大器,此时测量参数为速度信号。
2 压电晶体传感器 3 霍尔传感器
介绍三种传感器,即磁电式传感器、压电晶 体传感器和霍尔传感器。虽然它们的工作原理 截然不同,但它们的输出量都是电势,所以归类 为电动势式传感器。
一、磁电式传感器
磁电式传感器是一种利用电磁感应原理,将运动 速度转换成线圈中的感应电动势输出的传感器,它也 被称为感应式传感器。这种传感器工作时不需要电 源,直接从被测物体吸取机械能,转换为电信号输出。 由于它的输出功率较大,所以大大简化了测量电路,且 性能稳定,具有一定的工作带宽(一般为10~1000Hz), 所以获得较普遍的应用。
器的输出将变小。
补偿温度误差的办法是在结构许可的情况下,
在传感器的磁铁下装置热磁分路。
热磁分路是用磁分路片搭装在磁系统的极 靴上,把气隙中的磁通分出一部分,亦即把总磁通 分出一部分。磁分路片用特种的镍铁合金制成, 当温度在-80℃~+80℃之间,这类合金片的磁感应 强度随温度增加而明显地下降。所以,随着温度 增加,分到热磁分路的磁通减少,而分到气隙的那 部分磁通增加,这使e的数值增加,从而使电流增 大,起到了温度补偿作用。
(2)线圈的发热。因为传感器线圈产生感应 电动势,接上负载后,线圈中有电流流过,因而线 圈会发热。为此,根据传感器灵敏度,R与Rd匹配 求得线圈所需尺寸后,还必须发热方面对线圈加 以核算,使线圈的温升在允许的温升范围以内。
图2 磁电式传感器与指示仪表 相连的等效电路
图(2)是磁电式传感器与指示仪表相连的等
图3 磁电式传感器测量电路方框图
图3中,当联动开关S在"1"位置时,经过一个 积分电路,可测位移;当S在"2"位置时,经过微分 电路,可测加速度;若S在"3"位置,传感器输出信 号直接送主放大器,此时测量参数为速度信号。
电势型传感器及应用优选PPT
传感器原理与应用 10
2.一般了解石英晶体的结构、三个轴及压电效应的解释； 了解石英晶体的突出优点；掌握影响石英晶体表面电荷 密度大小的因素。
晶体表面产生的电荷密度与作用在晶面上的压力（压强） 成正比，而与晶体厚度、面积无关。
3.掌握压电陶瓷的构成、极化处理、工作原理、压电陶瓷 式传感器的优点。
压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。 电畴具有自己自发的极化方向。经过极化处理的压电陶 瓷才具有压电效应。
传感器原理与应用 14
用这种效应6制.掌成的握电阻压称固电态压式敏电传阻。感器的几种应用、优缺点和预载的概念。 压电式传感器的几种应用：测量加速度和动态的力或压力。 通过测量EAB（T、T0）值就可以知道被测点的温度T。
第七章 电势型传感器及应用
§7-1 热电偶 1.掌握热电偶、热电效应及热端和冷端的定义。 热电偶定义：将两种不同的导体（金属或半导体）A和B组
成一个闭和回路 当两导体的两个接点1和2处于不同的温度T和T0时，回路中
有一定大小的电流，表明回路中有电势产生，该现象称 温差电效应或称塞贝尔效应，统称热电效应。 测量温度时，两个热电极的一个接点置于被测温度场 （T），称该点为测量端，也叫工作端或热端；另一个 接点置于某个恒定温度（T0）的地方，称参考端或自由 端、冷端。
电率高。
传感器原理与应用 4
按热电偶本身结构分：普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热 电偶。
4.一般了解几种以定型的常用热电偶。 5.了解热电偶按结构的分类。
传感器原理与应用 5
6.了解热电偶冷端处理的几种方法。掌握其中的电桥补偿 和冷端延长法的工作原理。
电桥补偿：
R1=R4=R3由锰铜丝制，
它们阻值不随温度变化。
2.一般了解石英晶体的结构、三个轴及压电效应的解释； 了解石英晶体的突出优点；掌握影响石英晶体表面电荷 密度大小的因素。
晶体表面产生的电荷密度与作用在晶面上的压力（压强） 成正比，而与晶体厚度、面积无关。
3.掌握压电陶瓷的构成、极化处理、工作原理、压电陶瓷 式传感器的优点。
压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。 电畴具有自己自发的极化方向。经过极化处理的压电陶 瓷才具有压电效应。
传感器原理与应用 14
用这种效应6制.掌成的握电阻压称固电态压式敏电传阻。感器的几种应用、优缺点和预载的概念。 压电式传感器的几种应用：测量加速度和动态的力或压力。 通过测量EAB（T、T0）值就可以知道被测点的温度T。
第七章 电势型传感器及应用
§7-1 热电偶 1.掌握热电偶、热电效应及热端和冷端的定义。 热电偶定义：将两种不同的导体（金属或半导体）A和B组
成一个闭和回路 当两导体的两个接点1和2处于不同的温度T和T0时，回路中
有一定大小的电流，表明回路中有电势产生，该现象称 温差电效应或称塞贝尔效应，统称热电效应。 测量温度时，两个热电极的一个接点置于被测温度场 （T），称该点为测量端，也叫工作端或热端；另一个 接点置于某个恒定温度（T0）的地方，称参考端或自由 端、冷端。
电率高。
传感器原理与应用 4
按热电偶本身结构分：普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热 电偶。
4.一般了解几种以定型的常用热电偶。 5.了解热电偶按结构的分类。
传感器原理与应用 5
6.了解热电偶冷端处理的几种方法。掌握其中的电桥补偿 和冷端延长法的工作原理。
电桥补偿：
R1=R4=R3由锰铜丝制，
它们阻值不随温度变化。
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2021/3/5
传感器原理及应用
霍尔传感器应用
霍尔转速表
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霍尔式 压力传 感器
2021/3/5
传感器原理及应用
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。
29
沈阳铁路机械学校
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
Z
Y X
11
沈阳铁路机械学校
2021/3/5
传感器原理及应用
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
Cf
Q
Ca
+ -A
-
Q Ca Co Ci
Uo
Uo
Q Cf
12
沈阳铁路机械学校
2021/3/5
传感器原理及应用
基本结构
恒磁通式又称 动圈式
磁路系统恒定，N 补偿 磁场运动部件 N 线圈 可以是线圈也 可以是磁铁
工作线圈
弹簧
N S
磁轭 永久磁铁
22
沈阳铁路机械学校
2021/3/5
传感器原理及应用
磁电式传感器的应用
振动测量
弹簧片 阻尼环 线圈
永久磁铁 外壳
芯轴
23
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2021/3/5
传感器原理及应用
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。
＋
－
电子扩散方向
3
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2021/3/5
传感器原理及应用
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
晶体
F
晶体
F
晶体
F=0 无 电 荷
9
++++++ ------
F
沈阳铁路机械学校
-----++++++
F
2021/3/5
燃气压电点火器
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2021/3/5
传感器原理及应用
压电式玻璃破碎报警器
玻璃
放大 带通滤波
比较
报警
16
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传感器原理及应用
压电换能
电子血压计
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2021/3/5
传感器原理及应用
压电薄膜元件
衡洗 电衣 器机 检不 测平
18
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外两个热电偶AC和BC的电势之差，
4
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传感器原理及应用
热电偶种类
普通热电偶
薄膜热电偶
铠装热电偶
5
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2021/3/5
传感器原理及应用
传感器原理及应用
传感器原理及应用
压电传感器
石 英 晶 体
压 电 陶 瓷
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2021/3/5
传感器原理及应用
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VH，这种现象就是
霍尔效应
B
VHKHBI
-------
VH I
++++械学校
2021/3/5
传感器原理及应用
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
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
13
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2021/3/5
传感器原理及应用
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
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汽车监控
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磁电传感器
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传感器原理及应用
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
eBlv
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Φ变化率有关
传感器原理及应用
热电偶
1
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传感器原理及应用
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＞T0）有温差时，回路里会产生热
电势，形成电流
T
热端
金属A
Eab
金属B
电流
T0
冷端
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传感器原理及应用
传感器原理及应用
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
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传感器原理及应用
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；
e N d dt
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传感器原理及应用
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
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传感器原理及应用
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
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传感器原理及应用
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
RL VH
R
E
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霍尔传感器应用
测量磁场 微位移测量