地磁传感器和加速度传感器原理说明

地磁传感器和加速度传感器原理说明
地磁传感器和加速度传感器原理说明

MEMSIC地磁与G-SENSOR

气泡式加速度传感器原理

IC内嵌入一个MEMS(微机电系统),内部充满特定气体,MEMS中间是加热点,工作时加热,当手机变动时,MEMS内的加热的气体向四周移动,四周有热偶电阻,可以检测移动方向;阻值变化转化为电压变化,在由IC内的ASIC电路放大输出;

电容式G-SENSOR

硅片蚀刻成三个轴上的平板电容,每个平板电容的两块导电板之间有有弹性的介质(这种介质应是硅材料),当甩动手机时,弹簧变动,平行电容板的两块导电板之间间距变化,使得电容发生变化,经过放大输出;

电容式G-SENSOR有共振和抖动问题

地磁传感器原理

地球磁场强度约为0.4-0.6高斯

地磁种类:

AMR:异响磁阻,磁体通电后,内部小磁体会与水平位置产生一个夹角,磁体阻抗发生变化,转化为电信号;

AMR材质的磁性强度刚好可以覆盖地球磁场,无需处理,

GMR:两个磁体之间有一层特殊金属介质,当通电后,金属层的阻抗会发生变化,转化为电信号;

HALL: 霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断

GMR和HALL磁场强度超过地磁场,因此GMR和HALL效应做的地磁传感器还增加了集磁器,提高磁场强度。

硬磁与软磁

磁性材料按照磁化后去磁的难易程度,可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易

去掉磁性的物质叫软磁材料,不容易去磁的物质叫硬磁材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小,硬磁性材料剩磁较大。

硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料,也称为永磁材料

或恒磁材料。

硬磁对地球磁场的影响:地球磁场投射到平面一般是个圆,硬磁会影响地磁场投射的圆心位置,使圆心位置发生漂移;

软磁对地球磁场的影响:会使地球磁场投射平面变成椭圆

地磁的摆放:远离磁性强的器件,如硬磁;也不要放置离软磁折边近的地方,折边去容易磁化,对地球磁场产生影响

传感器原理及种类介绍

传感器原理及种类介绍 ――年度教育训练 一、传感器的基础知识 1、传感器的定义 国家标准GB7665-87 对传感器下的定义是:“ 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成” 。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 2、传感器的分类 2.1、按传感器的被测物理量分类,可分为位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器等传感器。 2.2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。 2.3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“ 1” 和“ 0” 或“ 开” 和“ 关” )的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。

二、传感器的原理 1、应变式电阻传感器 电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是应变式电阻传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示: 式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m) S——导体的截面积(cm2) L——导体的长度(m)

霍尔传感器工作原理

半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,如图所示。当有电流 I 流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出,流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强,霍尔电势也就越高。磁场方向相反,霍尔电势的方向也随之改变,因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。 半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,如图所示。当有电流 I 流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ,这种现象称为霍尔效应,该电动势称为霍尔电势,上述半导体薄片称为霍尔元件。 原理简述如下:激励电流 I 从 a 、 b 端流入,磁场 B 由正上方作用于薄片,这时电子 e 的运动方向与电流方向相反,将受到洛仑兹力 FL 的作用,向内侧偏移,该侧形成电子的堆积,从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多, FE 也越大,在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。 由图可以看出,流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强,霍尔电势也就越高。磁场方向相反,霍尔电势的方向也随之改变,因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。

《温度传感器原理》.(DOC)

一、温度传感器热电阻的应用原理 温度传感器热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。 1.温度传感器热电阻测温原理及材料 温度传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。温度传感器热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造温度传感器热电阻。 2.温度传感器热电阻的结构

(1)精通型温度传感器热电阻工业常用温度传感器热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表2-1-11。从温度传感器热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过温度传感器热电阻阻值的变化来测量的,因此,温度传感器热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制,有关具体内容参见本篇第三章第一节.

(2)铠装温度传感器热电阻铠装温度传感器热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。 与普通型温度传感器热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。 (3)端面温度传感器热电阻端面温度传感器热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向温度传感器热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。 (4)隔爆型温度传感器热电阻隔爆型温度传感器热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场

地磁感应

利用地球磁场进行车辆检测的地磁传感器 地磁传感器可用于检测车辆的存在和车型识别。这种利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆检测的传感器与目前常用的地磁线圈(又称地感线圈)检测器相比,具有安装尺寸孝灵敏度高、施工量孝使用寿命长,对路面的破坏小(有线安装只需要在路面开一条5毫米宽的缝,无线安装只需要在路面打一个直径55毫米深150毫米的洞,当在检测点吊架或侧面安装时不用破坏路面)等优点,在智能交通系统的信息采集中必将起到非常重要的作用。 1.车辆检测传感器的现状 随着经济的飞速发展,基础设施的投资力度越来越大,表现之一就是道路建设。但是由于道路建设周期一般较长,其增长远远跟不上车辆的急剧增长,使得交通状况日益恶化,这几乎成为所有城市的通玻改变目前这种交通现状的有效解决办法就是在城市交通管理部门建立完善的交通监控系统。交通监控系统的主要目标是适应动态交通状况的变化。即通过采集交通数据并将其传输到交通管理中心,在中心进行分析,根据分析结果,中心通过控制车辆出入和信号灯,从而更好地管制交通;中心还可以利用这些数据在发生交通事故时迅速采取措施。同时管理中心可把采集的交通数据传给司机,这有助于减缓交通拥挤,优化行车路线。运用交通监控系统可以提高现有道路的通行能力,协调处理突发性交通事件,缓和交通阻塞,从而改善交通状况。数据采集系统在交通监控系统中起着非常重要的作用,所以研究有更高应用价值的数据采集系统是必要的。车辆检测传感器是数据采集系统的关键部分,传感器的性能对数据采集系统的准确性起决定作用。传统的交通数据采集是通过在路面上铺设地感线圈传感器,这种方法有以下缺点: 一、是线圈在安装或维护时必须直接埋入车道,这样交通会受到阻碍; 二、是埋置线圈的切缝软化了路面,容易使路面受损; 三、是工程施工时,出于无意或由于需要切断线圈的现象也会发生,结果常常使线圈无法使用; 四、是感应线圈易受到冰冻、盐碱或繁忙交通的影响; 五、是感应线圈寿命一般为二年,之后要破坏路面,重新铺设等。其它传感器如超声波传感器容易受环境的影响,当风速6级以上时,反射波产生漂移而无法正常检测;探头下方通过的人或物也会产生反射波,造成误检;红外传感器工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作。 而且,以上几种传感器都是根据车长来识别车辆的类型,无法识别载重车辆。 在未来的智能交通运输系统中,交通数据采集器将大范围覆盖街道和公路,从而发挥数据采集的优势。传感器的检测准确度对区域监控方案的产生非常重要,所以用一种先进的、稳定准确的传感系统代替现有的落后的传感系统就成为一个亟待解决的问题。 另外,由于建设高速公路的投资较大,贷款筑路、收费还贷的政策早已深入人心。但是高速公路上的收费站大大地降低了高速公路的通行能力。国外已有实行不停车收费的例子。在国内内,不停车收费也是这种收费制式的发展方向。在不停车收费中,需要数据采集器自动识别车型以便根据不同的车型收取相应的费用。这就要求数据采集器不仅能检测车流,而且还要准确识别出过往车辆的类型。现有的数据采集系统通常都是根据车长来识别车型,无法识别载重车辆,更不能满足收费系统中根据车重来收费的要求。 2.地磁传感技术及其优点 地球的磁场在几公里之内基本上是恒定的,但大型的铁磁性物体会对地球磁场产生巨大的扰动,地磁传感器可以分辨出地球磁场6000分之1的变化,而当车辆通过时对地磁的影

各类传感器介绍

目前,被人们所关注传感器的类型: 压力传感器、光电传感器、位移传感器、超声波传感器、温度传感器、湿度传感器、光纤传感器。 一、压力传感器 压力传感器、压力变送器的种类及选用 压力传感器及压力变送器分为表压、绝压、差压等种类。常见0.1、0.2、0.5、1.0等精度等级。可测量的压力范围很宽,小到几十毫米水柱,大的可达上百兆帕。不同种类压力传感器及压力变送器的工作温度范围也不同,常分成0~70℃、-25~85℃、-40~125℃、-55~150℃几个等级,某些特种压力传感器的工作温度可达400~500℃。 压力传感器及压力变送器基于不同的材料及结构设计有着不同的防水性能及防爆等级,接液腔体由于材料、形状的差异可测量的流体介质种类也不同,常分为干燥气体、一般液体、酸碱腐蚀溶液、可燃性气液体、粘稠及特殊介质。压力传感器及压力变送器作为一次仪表需与二次仪表或计算机配合使用,压力传感器及压力变送器常见的供电方式为:DC 5V、12V、24V、±12V等,输出方式有:0~5V、1~5V、0.5~4.5V、0~10mA、 0~20mA、 4~20mA等及Rs232、Rs485等与计算机的接口。 用户在选择压力传感器及压力变送器时,应充分了解压力测量系统的工况,根据需要合理选择,使系统工作在最佳状态,并可降低工程造价。 压力传感器常见精度参数及试验设备 传感器静态标定设备:活塞压力计:精度优于0.05% 数字压力表: 精度优于 0.05% 直流稳压电源: 精度优于0.05%。 传感器温度检验设备:高温试验箱:温度从0℃~+250℃温度控制精度为±1℃,低温试验箱:温度能从0℃~-60℃温度控制精度为±1℃ 传感器静态性能试验项目:零点输出、满量程输出、非线性、迟滞、重复性、零点漂移、超复荷。 传感器环境试验项目:零点温度漂移、灵敏度漂移、零点迟滞、灵敏度迟滞。(检查产品在规定的温度范内对温度的适应能力,此项参数对精度影响极为重要) 压力传感器使用注意事项 压力传感器及压力变送器在安装使用前应详细阅读产品样本及使用说明书,安装时压力接口不能泄露,确保量程及接线正确。压力传感器及压力变送器的外壳一般需接地,信号电缆线不得与动力电缆混合铺设,压力传感器及压力变送器周围应避免有强电磁干扰。压力传感器及压力变送器在使用中应按行业规定进行周期检定。 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,简单介绍一些常用传感器原理及其应用:

传感器原理及应用

温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要监控CPU的温度,马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等,下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数,从钢铁制造到半导体生产,很多工艺都要依靠温度来实现,温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述,并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25),该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线,可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计算公式如下: 这里T指开氏绝对温度,A、B、C、D是常数,根据热敏电阻的特性而各有不同,这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同,误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换,用于不能进行现场调节的场合,例如一台仪器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准,这种热敏电阻比普通的精度要高很多,也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压,一般它与ADC的参考电压一致,因此如果ADC的参考电压是5V,Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压,其阻值变化使得节点处的电压也产生变化,该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

温度传感器工作原理

温度传感器工作原理 温度传感器temperature transducer,利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类,按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。 1.热电偶的工作原理当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端)或冷端,则回路中就有电流产生,如图2-1(a)所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势,此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势,热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b之间便有一电动势差△V,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图2-1(b)所示。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B为负极。实验表明,当△V 很小时,△V与△T成正比关系。定义△V对△T的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度

传感器原理与使用方法

传感器原理与使用方法 传感器的原理与使用方法 1 概述 在监控系统中,测量范围广泛,包括高低压配电设备、柴油发电机组、空调设备的交流电量:交流电压、交流电流、有功功率、功率因数、频率等;整流器、直流配电设备、蓄电池组的直流量:直流电压、直流电流;机房环境的各种物理量:温度、湿度、红外、烟感、水浸、门禁等;同时还有表示各种物理状态的开关量。由于监控系统数据采集设备的输入电量范围只能是一些小电压、小电流,而上述各种测量量却是一些非电量、强电量,因此必须用一种信号变换装置将它们转换成4一20mA或0一5V的标准直流或交流信号。传感器、变送器就是这样一种信号变换装置,它们把一种形式的信号变换成另外一种形式的信号(传感器),或把同一种信号变换成不同大小或不同形式的信号(变送器)。因此,传感器和变送器在监控系统中得到了广泛应用,是监控系统中必不可少的组成单元。 一般地,传感器是把各种物理量变换成另外一种大小、形式的物理量输出,以便于观察、测量或处理的装置,在监控系统中,传感器是把各种物理量变换成一定形式电量输出,以便于进行测量和数据采集的装置。电量变送器则是把各种形

式的电量变换成标准电量输出的装置。输出的标准电量一般为:4--20mA或0--20mA的标准直流电流信号和0一5V 的标准直流或交流电压信号。在监控系统中,电量变送器一般用于各种交流电量的变换,这些交流电量包括:交流电压、交流电流、有功功率、功率因数和频率等。交流电量的表示方法有多种,常用的有:瞬时值,有效值,平均值。 由于监控系统中各种要测量的电量和非电量种类繁多,相应的传感器和变送器也各种各样,但根据它们转换后的输出信号性质,可分为分为模拟和数字两种。在我公司的监控系统中,各类传感器、变送器有如下几种: 数字信号传感器(变送器): 1. 离子感烟探测器,用于探测烟雾浓度。当烟雾达到一定的浓度时,给出对应的数字量报警信号。 2. 微波双鉴被动式红外探测器XC-1、单红外探测器XP-5,当其探测范围内,有人体侵入时,提供对应的继电器触点信号输出,给出对应的数字量报警信号。 3. 玻璃破碎传感器,当玻璃被击碎时,提供对应的继电器触点信号输出,给出对应的数字量报警信号。 4.

加速度传感器原理与应用简介

加速度传感器原理与应用简介 1、什么是加速度传感器 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是个常量,比如g,也可以是变量。 加速度计有两种:一种是角加速度计,是由陀螺仪(角速度传感器)的改进的。另一种就是线加速度计。 2、加速度传感器一般用在哪里 通过测量由于重力引起的加速度,你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度,你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候,你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是,现在工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。 加速度传感器可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。是在爬山?还是在走下坡,摔倒了没有?或者对于飞行类的机器人来说,对于控制姿态也是至关重要的。更要确保的是,你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。加速度传感器甚至可以用来分析发动机的振动。 目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加速度传感器,能够动态的监测出笔记本在使用中的振动,并根据这些振动数据,系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行,这样可以最大程度的保护由于振动,比如颠簸的工作环境,或者不小心摔了电脑做造成的硬盘损害,最大程度的保护里面的数据。另外一个用处就是目前用的数码相机和摄像机里,也有加速度传感器,用来检测拍摄时候的手部的振动,并根据这些振动,自动调节相机的聚焦。 概括起来,加速度传感器可应用在控制,手柄振动和摇晃,仪器仪表,汽车制动启动检测,地震检测,报警系统,玩具,结构物、环境监视,工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析;鼠标,高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。 3、加速度传感器是如何工作的 线加速度计的原理是惯性原理,也就是力的平衡,A(加速度)=F(惯性力)/M(质量)我们只需要测量F就可以了。怎么测量F?用电磁力去平衡这个力就可以了。就可以得到F 对应于电流的关系。只需要用实验去标定这个比例系数就行了。当然中间的信号传输、放大、滤波就是电路的事了。 现代科技要求加速度传感器廉价、性能优越、易于大批量生产。在诸如军工、空间系统、科学测量等领域,需要使用体积小、重量轻、性能稳定的加速度传感器。以传统加工方法制造的加速度传感器难以全面满足这些要求。于是应用新兴的微机械加工技术制作的微加速度传感器应运而生。这种传感器体积小、重量轻、功耗小、启动快、成本低、可靠性高、易于实现数字化和智能化。而且,由于微机械结构制作精确、重复性好、易于集成化、适于大批量生产,它的性能价格比很高。可以预见在不久的将来,它将在加速度传感器市场中占主导地位。 微加速度传感器有压阻式、压电式、电容式等形式。 ·压电式 压电式传感器是利用弹簧质量系统原理。敏感芯体质量受振动加速度作用后产生一个与加速度成正比的力,压电材料受此力作用后沿其表面形成与这一力成正比的电荷信号。压电式加速度传感器具有动态范围大、频率范围宽、坚固耐用、受外界干扰小以及压电材料受力自产生电荷信号不需要任何外界电源等特点,是被最为广泛使用的振动测量传感器。虽然压

基于地磁传感器的车位检测系统设计

基于地磁传感器的车位检测系统设计 摘要:针对近年来兴起的开放式停车场技术,文章 利用三轴地磁传感器HMC5883检测车位中的车辆停放状况,并将传感器的检测数据送至stc12c1052ad单片机,利用动 态波形特征提取算法运算处理,从而确定车辆的停放状态,通过无线发送模块将数据传送到管理终端。管理终端接收的数据通过stc89c52芯片运算整合,将车位状态显示在液晶 屏上,极大的方便了停车场的管理。 关键词:地磁传感器;车位检测;无线传感器网络 1 系统方案设计 1.1 地磁传感器原理 地磁场是一个磁场强度随位置和时间变化而变化的弱 磁场,平均感应强度为50000-60000nT。在没有外部磁场干扰时,传感器内部磁阻电流密度矢量[2]一般呈直线状态;当外部磁场扰动时,电流密度矢量因霍尔效应会与电场方向偏离一定角度,因此,电流的大小和方向将变化,电阻值变化。 设计采用霍尼韦尔公司的三轴地磁传感器HMC5883,HMC5883可以同时感应水平和垂直三个方向的地磁强度。 仅需要判断车位中是否有车辆停放,不必知道车辆停放的空间姿态,所以只使用到了其中的X轴,而另外两轴可以为其

他功能的扩展提供用途,如通过三个轴的磁场感应强度计算出车辆的空间位置状态,从而实现帮助驾驶员规范停车等功能。检测停车位是否有车辆,HMC5883地磁传感器放置如图1,车辆沿x轴的负方向进入停车位,当车辆进入停车位时,x轴产生的磁场变化最大,因此只需读取x轴的变化便可判断车辆的有无,Y轴和z轴均与x轴垂直,z轴指向天空,Y轴与车辆行驶方向垂直,因此几乎不受影响。 1.2 系统结构设计 系统主要由车位检测小板,网络节点,管理终端组成[3]。由安装在车位中的检测小板检测车位数据,通过无线网络将数据发送到管理终端运算处理,显示车位信息,并将数据存入数据库。 2系统硬件电路设计 地磁车位检测小板的检测与发送装置的电路,主要由芯片STC12C1052、霍尼韦尔HMC5883、315MHz无线收发模块,tps61070电源模块等组成,实现对地面磁感线疏密度的检测功能,当车辆停止在检测板上方时,会对该处的地球磁场产生扰动,影响HMC5883内部的铁镍合金的电阻率改变,进而将磁场变动的信号发送给STC12C1052,由 STC12C1052运算处理,再控制315MHz发射模块发送信息给管理终端。检测发送装置的原理设计电路如图3所示。 3 系统软件设计

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化,在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1.热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体A和B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端或冷端,则回路中就有电流产生,如图2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向, 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势:热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b 之间便有一电动势差△ V,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B 为负极。实验表明,当△ V很小时,△ V与厶T成正比关系。定义△ V对厶T 的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。

MEMS加速度传感器的原理与构造

微系统设计与应用 加速度传感器的原理与构造 班级:2012机自实验班 指导教师:xxx 小组成员:xxx xx大学机械工程学院 二OO五年十一月

摘要 随着硅微机械加工技术(MEMS)的迅猛发展,各种基于MEMS技术的器件也应运而生,目前已经得到广泛应用的就有压力传感器、加速度传感器、光开关等等,它们有着体积小、质量轻、成本低、功耗低、可靠性高等特点,而且因为其加工工艺一定程度上与传统的集成电路工艺兼容,易于实现数字化、智能化以及批量生产,因而从问世起就引起了广泛关注,并且在汽车、医药、导航和控制、生化分析、工业检测等方面得到了较为迅速的应用。其中加速度传感器就是广泛应用的例子之一。加速度传感器的原理随其应用而不同,有压阻式,电容式,压电式,谐振式等。本文着手于不同加速度传感器的原理、制作工艺及应用展开,能够使之更加全面了解加速度传感器。 关键词:加速度传感器,压阻式,电容式,原理,构造

目录 1 压阻式加速度传感器 (2) 1.1 压阻式加速度传感器的组成 (2) 1.2 压阻式加速度传感器的原理 (2) 1.2.1 敏感原理 (3) 1.2.2 压阻系数 (4) 1.2.3 悬臂梁分析 (5) 1.3 MEMS压阻式加速度传感器制造工艺 (6) 1.3.1结构部分 (6) 1.3.2 硅帽部分 (8) 1.3.3键合、划片 (9) 2电容式加速度传感器 (9) 2.1电容式加速度传感器原理 (9) 2.1.1 电容器加速度传感器力学模型 (9) 2.1.2电容式加速度传感器数学模型 (11) 2.2电容式加速度传感器的构造 (12) 2.2.1机械结构布局的选择与设计 (12) 2.3.2材料的选择 (14) 2.3.3工艺的选择 (15) 2.3.4具体构造及加工工艺 (16) 3 其他加速度传感器 (18) 3.1 光波导加速度计 (18) 3.2微谐振式加速度计 (18) 3.3热对流加速度计 (19) 3.4压电式加速度计 (19) 4 加速度传感器的应用 (20) 4.1原理 (20) 4.2 功能 (20) 参考文献 (22)

GMR磁场传感器的工作原理

GMR磁场传感器的工作原理 巨磁电阻(GMR)效应是1988年发现的一种磁致电阻效应,由于相对于传统的磁电阻效应大一个数量级以上,因此名为巨磁电阻(Giant Magnetoresistanc),简称GMR。 1. 巨磁电阻(GMR)原理,见图一。 巨磁电阻(GMR)效应来自于载流电子的不同自旋状态与磁场的作用不同,因而导致的电阻值的变化。这种效应只有在纳米尺度的薄膜结构中才能观测出来。赋以特殊的结构设计这种效应还可以调整以适应各种不同的性能需要。 2. 巨磁电阻(GMR)传感器原理,见图二。 巨磁电阻(GMR)传感器将四个巨磁电阻(GMR)构成惠斯登电桥结构,该结构可以减少外界环境对传感器输出稳定性的影响,增加传感器灵敏度。工作时图中“电流输入端”接5V~20V的稳压电压,“输出端”在外磁场作用下即输出电压信号。

3. 巨磁电阻(GMR)传感器性能,见图三,表一。 图三所示为巨磁电阻(GMR)传感器在外场中的性能曲线,表明该传感器在±200Oe的磁场范围类有较好的线性。 表一所示为国际上各公司生产的巨磁电阻(GMR)传感器的性能对照,表中标注有(库万军)处为本公司产品。对比表明本公司的产品无论灵敏度或线性范围都有较大的优越性,而且本公司产品性能仍在不停的丰富和完善过程中。更为重要的是,本公司产品采用特殊的结构,适宜于采用半导体集成化规模生产,因此生产成本低。

3. 产品使用说明 a.巨磁电阻(GMR)传感器作为一种有源器件,其工作必须提供5~20V的直流电源。而且该 电源的稳定性直接影响传感器的测试精度,因此要求以稳压电源提供;使用中也应避免过电压供电; b.巨磁电阻(GMR)传感器作为一种高精度的磁敏传感器,对使用磁环境也有一定的要求, 其型号选用应根据使用环境的磁场大小来决定; c.巨磁电阻(GMR)传感器对磁场的灵敏度与方向有关。其外形结构上标注的敏感轴为传感 器对磁场最为灵敏的方向,参见图四。当不平行时,灵敏度降低,其关系为 Sθ=S0COSθ 其中Sθ为磁场方向与传感器敏感轴间的夹角为θ时的灵敏度,S0为磁场方向与传感器敏感轴平行时的灵敏度。 图4 巨磁电阻(GMR)传感器外形结构及接线图 d.对于输出特性相对于外磁场为偶函数时,则将传感器作为测量使用时需要外加偏置磁场。理想情况偏置磁 场的大小为传感器保持线性范围磁场的1/2。

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T

加速度传感器测量信号失真的原因及处理方法

如果加速度传感器大测量信号失真我们从两个大的方面分析:信号输出变小和偏置电压不稳定。其实想偏置电压不稳定这种情况,我们可以直接能判断的是输出信号与高频谐次波叠加,遇到这种情况一般是由加速度传感器的谐振频率造成,我们可以选择谐振频率较高的传感器。 而信号输出变小这种情况我们需要从四个方面去考虑:首先是由于供电电压降低而造成测量量程范围减小,这种表示需要更换电池或更正供电电压。其次是因环境温度与室温不同而导致的偏置电压超出规定的范围,当然这种我们需要采用偏置电压稳定的传感器。再者还有由加速度传感器的非线性造成,我们就需要采用量程大的传感器。最后一种情况就是在长距离信号输送时,恒流电压源的恒电流不够大,这种情况我们需要根据信号频率幅值选择正确的电压源恒电流。以上就是加速度传感器大测量信号失真的几种大的故障分析以及解决办法。 而加速度传感器小测量信号失真,我们需要从三个方面去考虑:信号忽大忽小不稳定,外界环境噪声对测量信号的影响以及测量系统噪声对测量信号的影响。关于信号忽大忽小不稳定一般是由瞬态温度变化以至偏置电压忽大忽小而造成输出信号不稳定,当然这种情况我们还是采用偏置电压稳定的传感器来解决。 接下来我们分析的是测量系统噪声对测量信号的影响:这种我们按照四种情况分析,一是加速度传感器自身的电噪声,我们需要检定传感器噪声,选择信噪比合适的传感器。二是电缆引起的电噪声,往往发生在与电荷输出型传感器配用的低噪声电缆,我们是换用好的低噪声屏蔽电缆。三是传感器供电电源噪声,这种我们肯定是要选用低噪声供电电源或采用电池供电。四是数采系统的量程设置,当然我们需要选择合适的量程才行。 最后我们分析的是外界环境噪声对测量信号的影响:这个又分为接地回路造成的噪声,避免多点接地,传感器采用对地绝缘。电磁波的影响,采用双层屏蔽壳的传感器。强声场的影响,采用双层屏蔽壳的传感器将有助于降低强声场对加速度传感器的影响。瞬态环境温度变化,对用于超低频测量的高灵敏度传感器必须采用隔热护套。和被测点的基座应变影响,我们需要选用基座应变小的剪切型加速度传感器,尽量减小传感器与被测物体间的接触面积。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型,报价,采购,参数,图片,批发信息,请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/9c7122848.html,/

三轴地磁传感器封装新思路 解决高温可靠性问题

三轴地磁传感器封装新思路解决高温可靠性问题 三轴磁传感器,又称电子罗盘,在无人机、智能手表、导航设备中广泛普及和应用。针对需要侦测物体运动变化情况,三轴磁传感器承载着至关重要的绝对指向作用,为稳定飞行、辅助导航等多样化功能保驾护航。也正如此,三轴磁传感器的可靠性是这些装置稳定运作的基石。 不过,现今一般市场上常见的三轴磁传感器,多采用一个直立式Z轴配合一个水平XY轴感测的结构。这种传感器采用多芯片封装,通过Epoxy封装材料和焊接方式,将一个水平、一个垂直的传感器,和一个负责感应X、Y轴两个维度的磁场水平传感器透过金线或焊接固定在一起,垂直传感器负责感应Z轴维度磁场大小。直立式Z轴传感器因为感应片自身结构直观,设计也较为简单。但是,由于直立式Z轴结构在封装较复杂而形成结构弱点,例如因热涨冷缩而线路断裂或接点的结构变化,引发一些常见的使用及售后的弊端。 直立式Z轴传感器容易出现线路断裂、封装材料挤进焊接点等问题 对于使用直立式Z轴结构地磁传感器的厂商、用户而言,最大的顾虑就是它相对稳定定较差。例如在生产过程中,返工或小量手工生产需要使用热风枪焊接,在焊接过程中容易出现因高温引起的传感器损坏问题,例如线路断裂、封装材料挤进焊接点等。除直接损坏之外,高温焊接过程还可能导致传感器数值偏离,因此在批量生产过程中,常常发生10%或更高比率的不良品,需要返工重修,这无疑增加了厂商的生产成本和时间成本。直立式Z 轴传感器结构出现故障的情况屡见不鲜,而该种传感器又大抵只能够支持Reflow两到三次,因此对于芯片使用者而言,可预见的使用风险是存在的。 此外,在用户使用过程中,由于直立式Z轴传感器对环境温度比较敏感,在遭遇极端天气抑或较大温度变化时,容易不定期出现传感器失灵的情况,导致无人机操控失灵甚至坠机,这同样也会增加用户的售后维护成本。 那么,如何解决以上问题,打造一款真正耐用的三轴磁传感器产品呢?近期,全球领先的磁传感器公司iSentek爱盛科技给予了行业全新的思路。

常用加速度传感器有哪几种分类

1、常用加速度传感器有哪几种分类各有什么特点 答:加速度传感器按工作原理可分为压电式、压阻式和电容式。 压电式传感器是通过利用某些特殊的敏感芯体受振动加速度作用后会产生与之成正比的电荷信号的特性,来实现振动加速度的测量的,这种传感器一般都具有测量频率范围宽、量程大、体积小、重量轻、结构简单坚固、受外界干扰小以及产生电荷信号不需要任何外界电源等优点,它最大的缺点是不能测量零频率信号。 压阻式传感器的敏感芯体为半导体材料制成电阻测量电桥来实现测量加速度信号,这种传感器的频率测量范围和量程也很大,体积小重量轻,但是缺点也很明显,就是受温度影响较大,一般都需要进行温度补偿。 电容式传感器中一般有个可运动质量块与一个固定电极组成一个电容,当受加速度作用时,质量块与固定电极之间的间隙会发生变化,从而使电容值发生变化。它的优点很突出,灵敏度高、零频响应、受环境(尤其是温度)影响小等,缺点也同样突出,主要是输入输出非线形对应、量程很有限以及本身是高阻抗信号源,需后继电路给予改善。 相比之下,压电式传感器应用更为广泛一些,压阻式也有一定程度的应用,而电容式主要专用于低频测量。 2、压电式传感器又分哪几种 答:压电式传感器有多种分类方式。 按敏感芯体材料分为压电晶体(一般为石英)和压电陶瓷两类。压电陶瓷比压电晶体的压电系数要高,而且各项机电系数随温度时间等外界条件的变化相对较小,因此一般更常用的是压电陶瓷。 按敏感芯体结构形式分为压缩式、剪切式和弯曲变形梁式。压缩式结构最简单,价格便宜,但是不能有效排除各种干扰;剪切式受干扰影响最小,目前最为常用,但是制造工艺要求较高,所以价格偏高;弯曲变形梁式比较少见,其结构能够产生较大的电荷输出信号,但是测量频率范围较低,受温度影响易产生漂移,因此不推荐使用。 按信号输出的方式分为电荷输出式和低阻抗电压输出式(ICP)。电荷输出式直接输出高阻抗电荷信号,必须通过二次仪表转换成低阻抗电压读取,而高阻抗电荷信号较容易受干扰,所以对测试环境、连接线缆等的要求较高; 而ICP型传感器内部安装了前置放大器,直接转换成电压信号输出,所以相对有信号质量好、噪声小、抗干扰能力强、能实现远距离测量等优点,目前正逐步取代电荷输出式传感器。 3、选择压电式加速度传感器时有哪些基本原则 答:选择一般应用场合的压电式加速度传感器时,要从三个方面全面考虑: ①振动量值的大小②信号频率范围③测试现场环境。 作为一般的原则,灵敏度高的传感器量程范围小,反之灵敏度低的量程范围大,而且一般情况下,灵敏度越高,敏感芯体的质量块越大,其谐振频率也越低,如果谐振波叠加在被测信号上,会造成失真输出,因此选择时除

MEMS陀螺仪与地磁传感器

尽管2009年全球经历了空前的经济危机,但是MEMS市场并没有受到影响,市场总值几乎与2008持平,出货量比2008年同期增长大约10%,这些数据表明,MEMS在消费电子市场的渗透率正在不断提高。据市调机构iSuppli的最近一份市场研究报告显示,2010年以及以后的MEMS市场前景光明,预计2010年MEMS市场重新回到的两位数增幅,2009-2013期间的总年复合增长率达到12.2%。 事实上,MEMS传感器是消费电子实现创新应用不可或缺的关键元器件。近年来,从游戏机到手机,从笔记本电脑到白色家电,很多消费电子产品利用低g加速计,实现了运动控制的用户界面和增强型保护系统。现在该轮到MEMS陀螺仪和地磁感应计发挥作用,推动新一波令人兴奋的创新应用高速增长。 有关能够测量线性加速度的MEMS加速计的技术文章已经很多,因此,本文基本上不涉及加速传感器,把更多的笔墨留给陀螺仪、地磁感应计等具有多个自由度检测功能的元器件。 MEMS陀螺仪 陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴运动的角速度,是补充MEMS加速计功能的理想技术。事实上,如果组合使用加速计和陀螺仪这两种传感器,系统设计人员可以跟踪并捕捉三维空间的完整运动,为最终用户提供现场感更强的用户使用体验、精确的导航系统以及其它功能。 ST在MEMS市场的份额正在快速增长。作为全球公认的消费电子和手机市场最大的MEMS传感器供应商,ST最近推出了30款以低功耗和小封装为特色的高性能陀螺仪。 ST陀螺仪的核心元件是一个微加工机械单元,在设计上按照一个音叉机制运转,利用科里奥利原理把角速率转换成一个特定感应结构的位移。 我们以一个单轴偏航陀螺仪为例,探讨最简单的工作原理(图1)。两个正在运动的质点向相反方向做连续运动,如蓝色箭头所示。只要从外部施加一个角速率,就会出现一个科里奥利力,力的方向垂直于质点运动方向,如黄色箭头所示。产生的科里奥利力使感应质点发生位移,位移大小与所施加的角速率大小成正比。因为传感器感应部分的运动电极(转子)位于固定电极(定子)的侧边,上面的位移将会在定子和转子之间引起电容变化,因此,在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专用电路可以检测的电参数。 图1:单轴MEMS偏航陀螺仪

各种温度传感器分类及其原理

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化,在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1.热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为T,称为工作端或热端,另一端温度为TO,称为自由端(也称参考端)或冷端,则回路中就有电流产生,如图2-1(a)所示,即回路中存在的电动势称为热电动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。与塞贝克有关的效应有两个:其一,当有电流流过两个不同导体的连接处时,此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向),称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向),称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势EAB(T,T0)是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势,此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势,此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关,而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势,热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处a,b之间便有一电动势差△V,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图2-1(b)所示。并规定在冷端,当电流由A流向B时,称A为正极,B为负极。实验表明,当△V很小时,△V与△T成正比关系。定义△V对△T的微分热电势为热电势率,又称塞贝克系数。塞贝克系数的符号和大小取决于组成热电偶的两种导体的热电特性和结点的温度差。 2.热电偶的种类 目前,国际电工委员会(IEC)推荐了8种类型的热电偶作为标准化热电偶,即为T型、E型、J型、K型、N型、B型、R型和S型。

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