机舱自动化二

第三章传感器与监视报警第一节船舶常用传感器第二节火灾报警系统第三节机舱监视与报警系统3.1船舶常用传感器3.1.1传感器的分类及静态参数3.1.2变送器概念及标准信号类型3.1.3温度传感器3.1.3.1热电阻温度传感器（PT100和Cu50）3.1.3.2热电偶温度传感器3.1.3.3半导体温度传感器（NTC、PTC与CTR）3.1.4压力传感器3.1.4.1硅压力传感器基本原理3.1.4.2压电效应基本知识3.1.4.3电阻应变效应及应用3.1.4.4霍尔式传感器的基本原理3.1.4.5电感式传感器基本原理3.1.4.6电容式压力传感器的基本原理3.1.4.7涡流式压力传感器的基本原理3.1考试大纲3.1.1传感器的分类及静态参数

传感器（Transducer/sensor）（换能器或变换器）“能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。----《传感器通用术语》(GB7665-87)§3-1船舶常用传感器敏感元件（Sensitiveelement）：能直接感受（或响应）被测量的部分，并输出与被测量成确定关系的可用非电量的元件。如：应变式压力传感器的弹性膜片，其作用将压力转换为弹性膜片的变形。转换元件（Transductionelement）：又称传感元件，指传感器中能将直接感受或响应的被测量转换成适于传输和测量的电信号部分。如：应变式压力传感器中的应变片，其作用将弹性膜片的变形转换为电阻的变化。有些传感器将敏感元件和转换元件合二为一，例如：压电、热电偶、热敏电阻、光电器件等。按工作原理分类容易判断采用的原理，电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、光纤、磁敏式、激光、超声波等传感器。按被测物理量分类将原理不同但作用相同的归为一类，如温度传感器、压力传感器，液位传感器……按能量的传递方式分类能量变换型（有源传感器）：传感器直接由被测对象输入能量使其工作。一般附有力学系统。能量控制型（无源传感器）：传感器从外部获得能量使其工作，由被测量的变化控制外部供给能量的变化。一般不可逆，无力学系统。3.1.1.1传感器的分类传感器的基本特性：传感器的输入－输出关系特性。

是传感器内部结构参数作用关系的外部表现输入信号分为：稳态、动态对应传感器特性：静态特性、动态特性一般表示方法：数学表达式、特性曲线、表格；响应时间传感器的一般特性：静态特性动态特性3.1.1.2传感器的静态参数静态特性：当被测信息处于稳定状态时，若输入量维持不变或发生较为缓慢的变化，则输入量与输出量之间的关系。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、分辨力（率）、重复性、迟滞（回差滞环）、准确度/精度、正确度、精密度等。它们是衡量传感器优劣的指标。线性度（Linearity）（非线性误差）

传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系能否像理想系统那样保持的线性关系的一种度量。传感器非线性大小评定方法静态特性曲线可通过实际测试获得。首先在标准工作状态下，用标准仪器设备对传感器进行标定（测试），得到其输入输出实测曲线，即校准(标定)曲线，然后作一条理想直线，即拟合直线，校准曲线与拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为传感器的非线性误差（或线性度）

在采用直线拟合线性化时，传感器的输出输入校正曲线与其拟合曲线间最大偏差与满量程输出值的百分比称为线性度或非线性误差，通常用相对误差表示。传感器满量程输出的平均值校准曲线与拟合直线间最大偏差

非线性误差/线性度灵敏度度(sensitivity)灵敏度度指输输出的的增量量与输输入的的增量量之比比，即即：重复性性（repeatability）重复性性指在在同一一工作作条件件下，，输入入量按按同一一方向向在全全测量量范围围内多多次测测试所所得输输出特特性曲曲线的的不一一致性性程度度。分辨力力分辨力力是用用来表表示检检测系系统或或仪表表装置置能够够检测测被测测量最最小变变化量量的能能力。。通常常是以以最小小量程程的单单位值值来表表示。。yYFShmax0xFS迟滞（（回程程误差差、滞滞后、、变差差）（（hysteresis）是指传传感器器在正正（输输入量量增大大）反反（输输入量量减小小）行行程中中输出出输入入曲线线不重重合的的现象象。其其数值值用最最大偏偏差与与满量量程输输出值值的百百分比比表示示迟滞现现象反反应了了传感感器机机械结结构和和制造造工艺艺上的的缺陷陷，（（如轴轴承摩摩擦，，间隙隙，螺螺钉松松动，，元件件腐蚀蚀及灰灰尘等等）hmax——输输出值值在正正反行行程间间的最最大差差值。。准确度度/精精度(accuracy)反映测测量结结果与与被测测量真真实值值之间间的一一致程程度，，工程程领域域俗称称精（（确））度。。系差差和随随差的的综合合。（非线线性误误差、、迟滞滞误差差、重重复误误差））正确确度度(correctness)反映映测测量量结结果果与与被被测测量量真真实实值值之之间间的的偏偏离离程程度度，，反反映映了了系系统统误误差差的的大大小小。。精密密度度(precision)反映映测测量量中中所所测测数数值值重重复复一一致致的的程程度度，，说说明明了了在在等等精精度度测测量量中中，，所所得得结结果果彼彼此此之之间间符符合合到到什什么么程程度度。。反反映映了了随随机机误误差差的的大大小小。。绝对对误误差差相对对误误差差实际际相相对对误误差差示值值相相对对误误差差引用用相相对对误误差差最大大引引用用误误差差（AbsoluteError））x＝＝x－－u（RelativeError））仪表表的的准准确确度度习习惯惯称称精度度，准准确确度度等等级级称称精度度等等级级。根根据据仪仪表表的的等等级级可可以以确确定定测测量量的的最最大大引引用用误误差差和和最最大大绝绝对对误误差差。。我国国生生产产仪仪表表精精确确度度度度等等级级有有0.005、、0.02、、0.05、、0.1、、0.2、、0.35、、0.5、、1.0、、1.5、、2.5、、4.0、、5.0等等，，并并标标志志在在仪仪表表刻刻度度标标尺尺或或铭铭牌牌上上。。传传感感器器的的误误差差表表示示变送送器器（（transmitter））包含含传传感感器器和和调调节节电电路路能能输输出出标准准信信号号的装装置置称称为为变变送送器器。。直流流电电流流信信号号：：4~20mA(0~10mA逐逐渐渐淘淘汰汰)抗干干扰扰强强，，适适合合远远传传直流流电电压压信信号号：1~5V(0~5V,0~10V,-10V~+10V)多个个对对象象，，近近距距传传输输变变送送器器概概念念及及标标准准信信号号类类型型常用用的的温温度度传传感感器器有有:热电电阻阻温度度传传感感器器(ResistanceTemperatureDetector,RTD)热电电偶偶温度度传传感感器器(Thermocouple)热敏敏电电阻阻温度度传传感感器器(Thermistor)温温度度传传感感器器原理理：：热电电阻阻材材料料的的电电阻阻随随温温度度的的增增加加而而增增加加，，监监测测范范围围内内线线性性度度良良好好。。构造造：：金属属丝丝双双线线并并绕绕在在绝绝缘缘骨骨架架上上，，然然后后插插入入护护套套内内而而制制成成。。测温范围：：－200℃～～＋850℃℃范围内的的液体、蒸汽汽和气体介质质及固体表面面温度。材料：铂、铜、镍、、锰、铑热电阻温度传感器(ResistanceTemperatureDetector,RTD)铂电阻（PlatinumResistance）特点：在高温和氧化化介质中性能能极为稳定，，在还原性气气体中，容易易被污染，导导致铂丝变脆脆，并改变电电阻与温度间间的关系。-29.34~630.74℃，标标准温度计，，测温装置基基准器0~630.74℃℃-190℃~0℃其中，Rt、R0——温度为t℃和0℃℃时的电电阻；A、B、C为为常数：A=3.968×10-3/℃B=-5.84×10-7/℃C=-4.22×10-12/℃分度公式式：分度表（（referencetable/graduatedtable）：：用表格的的形式来来描述Rt——t之之间的关关系称为为分度表。并用相相应的分度号表示。必须首先先确定R0的大小，，不同的的R0，其Rt——t曲曲线不同同。百度电阻阻比：铂电阻的的精度与与铂的提提纯程度度有关W（100）越高高，表示示铂丝纯纯度越高高，国际际实用温温标规定定，作为为基准器器的铂电电阻，W（100）≥1.3925目前技术术水平已已达到W（100）＝1.3930，，工业用铂铂电阻的的纯度W（100）不低低于1.385，通常常为1.387～1.390。船上用的的最多的的铂电阻阻是Pt100，Pt100即分分度号的的一种，，表示R0为100.00Ω时的阻值值，其分分度表范范围－200℃℃～＋659℃℃Pt100常用用于检测测船舶机机舱内各各种水、、油的温温度等，，如主机机滑油进进出口温温度，冷冷却水温温度、燃燃油温度度等。量程范围围0~150℃。。可用100Ω基基础上，，每增加加1Ω对对应2.5℃来估计温温度或阻阻值。铜电阻（（CuResistance）测温范围围：－50℃~1500C优点点：：缺点点：上述温度度范围内内线性关系系好，电阻温度度系数大大，故灵敏敏度比铂铂电阻高高，容易易提纯、、加工，，价格便便宜，复复制性能能好。易于氧化化，一般般只用于于150℃以下下的低温温测量和和没有水水分及无无侵蚀性性介质的的温度测测量。与铂相比比，铜的的电阻率率低，所所以铜电电阻的体体积较大大。应用用：：测量精度度要求不不高且温温度较低低的场合合工业上使使用的标标准化铜铜热电阻阻的R0按国内统统一设计计取50Ω和100ΩΩ两种，，分度号号分别为为Cu50和Cu100，相相应的分分度表可可查阅相相关资料料。热电阻的的测温电电路：两线制接法中，，热电电阻和连连接导线线电阻在在一个桥桥臂中，，所以以连线电电阻对测测量影响响大，用用于测温精度度不高的的场合；三线制接接法中，，热电电阻和连连接导线线电阻分分布在相相邻的两两个桥臂臂中，可可以减减小连接接导线电电阻变化化对测量量结果的的影响，，测温温误差小小，工业热电电阻通常常采用三三线制接接法；四线制接法主要要用于高精度温度检测测，它在在热电阻阻的两端端各引两两根连接接导线，，其中中两根连连线为热热电阻提提供恒定定电流I，另两两根连线线引至电电位差计计，利利用电位位差计测测量热电电阻的阻阻值，四四线制制接法可可以完全全消除连连接导线线电阻变变化对测测量的影影响。国产热电电阻有二二线制，，三线制，四线制制。用热电阻阻传感器器进行测测温时，，测量电电路经常常采用电桥电路路。RiaRib自热误差差的影响响，流过热热电阻的的电流不不能过大大，否则则热电阻阻自身会会产生较较大的热热量，从从而影响响测量精精度，原原则上流流过热电电阻的电电流一般般不宜超过过6mA导线电阻阻的影响响，三线制或或四限制制解决。。标准化检检测仪配配套使用用互换时时注意补偿端B的接法法。屏蔽电磁磁干扰，需使用用带屏蔽蔽层的电电缆连接接，电缆缆屏蔽线线1端接接地。测温电阻阻与被测介质质充分接接触，（5~7倍T）足够插入入深度（气体25倍管管径，液液体15倍管径径）防尘保护护热电阻使使用注意意事项：：热电阻结结构：铠装热电电阻端面热电电阻隔爆型热热电阻热电偶温度传感感器(Thermocouple)将温度转转换为电电动势大大小的热热电式传传感器叫叫做热电电偶。热电偶(thermocouple)是一种有源传感感器，测量时不不需外加加电源，，被广泛用用于测量量100~1300℃范围内的的温度，，常用于于船舶上上主机、、副机的的排烟温温度的测测量。它的特点点是测温温范围宽宽、测量量精度高高、性能能稳定、、结构简简单，且且动态响响应较好好；输出出直接为为电信号，可以远远传，便便于集中检测测和自动动控制。。工作原理理：热电电效应其电势由由接触电势势(珀尔帖帖电势)和温差电势势(汤姆逊逊电势)两部分分组成。。定义：两种不同同材料的的导体所所组成的的回路成成为热电偶；组成热电电偶的导导体称为为热电极；处于T温温度场中中的结点点称为测测量端，，又称工作端或或热端；处于T0温度场中中的结点点称为参考端，，又称为为自由端或或冷端。1.两种种不同导导体（A、B））2.接成成闭合回回路3.两个个接点处处温度不不同(T≠T0)回路中会会产生热电动势势。影响因素素取决于于材料和和接点温温度，与与形状、、尺寸等等无关两热电极极相同时时，总电电动势为为0两接点温温度相同同时，总总电动势势为0对于已选选定的热热电偶，，当参考考端温度度T0恒定时，，eAB(T0)=c为常数，，则总的的热电动动势就只只与温度度T成单值函函数关系系，即可见：只只要测出出EAB（T,T0）的大小小，就能能得到被被测温度度T，这就是是利用热热电偶测测温的原原理。几点结论论：热电偶种种类及分分度（graduation））：（1）标标准热电电偶目前，国国际电工工委员会会（IEC）认认证的性性能较好好的标准准化热电电偶共有有8种，国际上上称之为为“字母母标志热热电偶””，即其其名称用用专用字字母表示示，这个个字母即即热电偶偶型号标标志，称称为分度号，是各种种类型热热电偶的的一种很很方便的的缩写形形式，热电偶名名称由热热电极材材料命名名，正极写写在前面面，负极极写在后后面。所谓标准准热电偶偶是国家家标准规规定了其其热电势势与温度度的关系系，允许许误差，，并有统统一的标标准分度表表的定型型批量生生产的热热电偶，，有配套套显示仪仪表可供供选用。。热电偶分分为标准热电电偶和非标准热热电偶（2）非非标准热热电偶非标准化化热电偶偶有铂铑铑系，铱铱铑系，，钨铼系系及金铁铁热电偶偶（用于于低温）），双铂铂钼（用用于核辐辐射）等等热电偶偶。8种国际际通用的的热电偶偶特性表表热电偶补补偿导线线（compensationlead/extensionwire）：所谓补偿导线线，实际上上是一对对材料化化学成分分不同的的导线，，在0～～100℃温度度范围内内与配接接的热电电偶有一一致的热热电特性性，但价价格相对对要便宜宜。实质是相相当于将将热电极极延长。。根据中中间温度度定律，，只要热热电偶和和补偿导导线的二二个接点点温度一一致，是是不会影影响热电电动势输输出的。。在使用热热电偶补补偿导线线时必须须注意型型号相配配，极性性不能接接错，补补偿导线线与热电电偶连接接端的温度不能能超过100℃℃。注：补偿偿导线型型号头一一个字母母与热电电偶分度度号相对对应；第第二个字字母字X表示延延伸型补补偿导线线，字母母C表示示补偿型型补偿导导线。从热电效效应知，，热电偶偶测的实实际是两两端温度度差，因因此必须须冷端温温度固定定，热端端温度与与热电动动势成单单值函数数关系，，而热电电偶的分分度表都都是冷端端为0℃℃测得，，只有冷冷端温度度为0℃℃，才可可查分度度表。冷冷端不为为0℃时时，其补补偿方法法如下：：热电偶冷冷端温度度补偿（（coldjunctioncompensation）：①冷端恒恒温法：：0℃恒温温器：冰冰水混合合物，这是一种种理想的的补偿方方法，常常用于实实验室或或科研中中。其他恒温温器：各各种恒温温器，需需利用中中间温度度定律计计算修正正。②计算修修正法：：当采用热热电偶检检测温度度且检测测装置具具有微处处理器时时，经常常用此法法。机舱主机排排烟温度的的检测，在在冷端设置置一温度传传感器（Pt100），测出出冷端的实实际温度，，测的热电电偶电势后后，利用中中间温度定定律计算查查表修正。。③补偿电桥桥法计算修正法法虽然很精精确，但不不适合连续续测量，为为此，有些些仪表的测测温线路中中带有补偿偿电桥，利利用不平衡衡电桥产生生的电势补补偿热电偶偶因冷端温温度波动引引起的热电电势的变化化。不平衡电桥桥由R1、R2、R3(锰铜丝丝绕制)、、RCu(铜丝绕制制)四个桥桥臂和桥路路电源组成成。设计时，在在0℃下使使电桥平衡衡(R1=R2=R3=RCu)，此此时Uab=0，，电桥对对仪表读数数无影响。。注意：桥臂臂RCu必须和热电电偶的冷端端靠近，使使处于同一一温度之下下。如何判断热热电偶电极极的极性？？（两种方方法）哪些因素可可以引起热热电偶的测测温误差？？热敏电阻温温度传感器器(Thermistor)热敏电阻是是利用半导导体的电阻阻值随温度度的变化而而显著变化化的特性实实现测温的的。半导体热敏敏电阻有很很高的电阻阻温度系数数，其灵敏敏度比热电电阻高得多多，故动态特性性好。而且体积可以做做得很小，特别适于于在-100℃～300℃之之间测温。。各种热敏电电阻的阻值值在常温下下很大，不不必采用三三线制或四四线制接法法，给使用用带来方便便。热敏电阻的的缺点是其其热电特性性是非线性性的。按照温度特特性分类正温度系数数（PCT）：电阻阻阻值随着着温度的升升高而增大大（型号MF）负温度系数数(NCT)：电电阻阻值随随着温度的的升高而减减小（型号号MZ）按照温度变变化灵敏度度分类高灵敏度型型（突变型型）CTR低灵敏度型型（缓变型型）热敏电阻的的种类：正温度系数数PTC(PositiveTemperatureCoefficient)特性：电阻阻值随温度度升高而增增大。工艺：钛酸酸钡掺合稀稀土元素烧烧结而成用途：小功率的加加热元件，，具有自动动恒温、限限流、只发发热不发火火。负温度系数数（NTC）（NegativeTemperatureCoefficient）特性：电阻阻值随温度度升高而降降低（绝大大多数）工艺：主要要由Mn、、Co、Ni、Fe、Cu等等过渡金属属氧化物混混合烧结而而成用途：可作温度测测量，亦可可作电子控控制系统中中温控器件件。临界温度系系数CTR（CriticalTemperatureResistor）特性：热敏敏电阻在某某特定温度度范围内随随温度升高高而突然降降低（或升升高）3～～4个数量量级工艺：三氧氧化二钒与与钡、硅等等氧化物，，在磷、硅硅氧化物的的弱还原气气氛中混合合烧结而成成用途：CTR主要要用作温控控开关，抑抑制浪涌电电流，起保保护作用。。温度检测传传感器的测测试与校验验：（1）实效效测试法0~800℃，模拟拟、开关量量，时间较较长（2）直接接测试法直流电位差差计，热电电偶（3）可变变电阻或电电位器的取取代法热电阻（4）暂时时改变警报报设定值的的相对测试试法（5）开关关量温度传传感器的模模拟测试法法3.1.4压力传传感器（物理学中中的压强，，工业技术术中称为压压力）定义：由静止的流流体垂直作作用在给定定单位面积积上的力称称为该给定定处的压强单位:“帕斯卡””，或简称称“帕”，，用“Pa”表示1Pa=1N/m2标准大气压压：定义为在温温度为0℃℃，纬度为为45°的的海平面上上，重力加加速度为9.80665m/s2时的压力1atm=760mmHg=101.325kPa1bar=100kPa大气压力：：大气层对对地球表面面单位面积积上所产生生的压力，，即大气的的自重对地地球表面产产生的压力力。表压力（正正压）：超超过大气压压以上的压压力数值，，即测压仪仪表显示的的压力值绝对压力：：相对绝对对真空所测测得的压力力（表压力力与大气压压力之和）），又称总总压力或全全压力负压力（疏疏空）：绝绝对压力小小于大气压压力时，大大气压力与与绝对压力力之差真空度：小小于大气压压力的绝对对压力船舶上压力力传感器应应用广泛，，机舱中各各种设备的的油、水、、气的压力力检测都是是通过压力力传感器实实现的。其测量原理理分为两类类：一是基于压力位位移转换原原理，压力经弹弹性元件转转换为位移移，再转换换为电量，，如电位器器式，电感感式，霍尔尔式；一是力敏元件制成的，如如压电式，，应变式等等。常用的压力力传感器有有压电式电阻应变式式硅压力传感感器霍尔式电感式电容式涡流式压电效应及及压电式压压力传感器器压电式传感感器以电介介质的压电效应（（正压电、、电致伸缩缩）为基础，即即在外力作作用下在电电介质表面面产生电荷荷，从而实实现非电量量测量,是是一种典型型的有源传感器。压电式传感感器具有体体积小、质质量轻、温温度达250℃频响高（30kHz），，灵敏度高高，线性好好（0.5级，1.0级））；测量范围宽宽（100MPa以以下的压力力）；内阻高，二二次仪表要要求输入阻阻抗高；电荷小，消消失快，只只能测动态态和脉冲压压力，不宜宜测缓慢变变化的压力力。石英晶体（（标准压力力传感器））；压电陶陶瓷（常用用）船上应用：：柴油机示示功器中的的压力测量量，进排气气管的动态态压力等。。结构：金属丝电阻阻应变片由由四个基本本部分组成成：敏感栅、基底，盖层、引线。有丝式、箔箔式、薄膜膜式三种。。2341电阻应变片结构示意图bl栅长栅宽应变效应及及应变式压压力传感器器原理：导体或半导导体材料在在外（拉力力或压力））力的作用用时，产生生机械变形形，导致其其电阻值相相应发生变变化，称称为“应变效应”。应变片电阻阻值通常有有60、120、200、350、500、1000等几种，，其中以120最常见。。材料有康康铜、铜镍镍合金、铜铜铬合金等等。金属应变片片式压力传传感器测量量电路测量电路：：电桥电路路（差动输输出）应变效应通通常是受力力后材料的几何何尺寸和电阻率发生改变，，电阻改变主主要由材料的几何何尺寸变化化引起的，称称为金属电电阻应变片片；（应变式压力力传感器）电阻改变主主要由材料电阻率率变化所引起的，，称为压阻阻效应，称称为半导体体应变片。。（压阻式压压力传感器器）硅压力传感感器半导体应变变片有体型型、扩散型型、薄膜型型三种。（（硅的压阻效效应大，常常用，故称称硅压力传传感器）扩散型半导导体应变片片是将P型型杂质扩散散到N型硅硅晶片基底底上，将力力敏元件、、弹性元件件、补偿电电路、调理理电路制成成一体，目目前应用最最广泛。特点优点：灵敏系数比比金属丝式式高50～～80倍，，灵敏度高，，频率响应应范围很宽宽，输出幅幅值大，不不需要放大大器，可直直接与记录录仪连接使使用，使测测量系统简简单；缺点：材料的温度度系数大，，应变时非非线性比较较严重，应用范围受受到限制。。霍尔效应及及霍尔式压压力传感器器金属或半导导体薄片，若在它的的两端通过过控制电流I，并在薄片片的垂直方向上上施加磁感感应强度为为B的磁场，那么，在在垂直于电电流和磁场的方向向上将产生生电动势UH。这种现象象称为霍尔效应。霍尔系数灵敏系数RH为霍尔常数数，其大小小由载流材材料的物理理性质决定定。单位体积内内导电粒子子数越少，，霍尔效应应越强，半半导体比金金属导体霍霍尔效应强强，所以常常采用半导导体材料做做霍尔元件件；KH为灵敏度系系数，不仅仅与元件材材料的霍尔尔系数有关关，还与霍霍尔元件的的几何尺寸寸有关，一般要求霍霍尔元件灵灵敏度越大大越好。I：控制电流（（A）B：磁感应强强度（T））d：霍尔元件件的厚度（（m）霍尔元件的的结构由霍尔片、引线和壳体组成。1-3:控制电流端引线（面接触，长度方向，红色）

控制电流极（或激励电极）2-4:霍尔输出引线（点接触，绿色）

霍尔电极H电路符号：：c.壳体：：非导磁金属属、陶瓷和和环氧树脂脂封装。b.四根引引线（3或5））:a.霍尔片片：矩形半导导体单晶薄薄片（4mm*4mm*0.1mm））霍尔元件的的材料一般由N型型半导体材材料制作。（RH=ρμ）（1）．锗锗(Ge)，输出小小，温度性性能和线性性度较好。。（2）．锑锑化铟(InSb)，输出较较大，受温温度影响大大。（3）．砷砷化铟(InAs)，输出次次之，温度度性能和线线性度优之之。（4）．砷砷化镓(GaAs)，温度特特性和线性性度均好，，但价格贵贵。金属材料载载流子迁移移率大，但但电阻率很很低；绝缘体的电电阻率高，，但载流子子迁移率极极小；半导体材料料两者兼优优→理想材材料。霍尔元件的的主要技术术参数（2）输入入电阻和输输出电阻(几欧姆~几百欧姆姆)输入电阻指指控制电流极间的电阻阻值。输出电阻指指霍尔电极间的电阻值值。（1）额定定激励电流流和最大允允许激励电电流使霍尔元件件温升10℃所施加加的控制电电流值称为为额定激励励电流。以以霍尔片允允许最大温温升为限制制所对应的的电流称为为最大允许许激励电流流IM(几毫安~几百毫安安)。（3）霍尔尔电压温度度系数霍尔元件与与一般半导导体器件一一样，对温度变化化十分敏感感。霍尔电动动势的温度度系数α是是指在一定定磁感应强强度和控制制电流下，，温度每变变化1℃℃，霍尔电电动势的变变化率。产生原原因主要有有：（1））霍尔电电极安安装位位置不不对称称或不不在同同一等等电位位面上上；（2））材质质不均均匀、、几何何尺寸寸不均均匀（5））寄生生电动动势当霍尔尔元件件通以以交流控控制电电流而不加加外磁磁场时时，霍霍尔输输出除除了交交流不不等位位电动动势外外，还还有直直流电电动势势分量量，称称为寄寄生直直流电电动势势。一一般1mV以下下产生原原因主要有有：（1））霍尔元元件的的电极极不完完全欧欧姆接接触，，可能能出现现整流流效应应（2））霍尔尔电极极大小小不对对称形形成极极间温温差电电势（4））不等等位电电势当霍尔尔元件件通以以额定定激励励电流流IH而不加外外磁场场时它的霍霍尔输输出端端之间间仍有有空载载电势势存在在，该该电势势就称称为不不等位位电势势。电感式式压力力传感感器主要优优点：：结构简简单、、工作作可靠靠；灵敏度度高，能分分辨0.01μμm的位移移变化化；测量精精度高高、零点点稳定定、输输出功功率较较大；；可实现现信息息的远远距离离传输输、记记录、、显示示和控控制，，在工工业自自动控控制系系统中中被广广泛采采用；；主要缺缺点：灵敏度度、线线性度度和测测量范范围相相互制制约；；传感器器自身身频率响响应低低，不适适用于于快速速动态态测量量。电感式式压力力传感感器是是将因因压力力产生生的位位移变变换电电感量量的变变化，，从而而测量量压力力。种类：：根据据转换换原理理分为为自感式式、互感式式、电涡流流式；把被测测的非非电量量变化化转换换为线线圈互感量量变化化的传感感器称称为互互感式式传感感器。。这种传传感器器是根根据变压器器的基基本原原理制成的的，把把被测测位移移量转转换为为一次次线圈圈与二二次线线圈间间的互互感量量变化化的装装置。。当一一次线线圈接接入激激励电电源后后，二二次线线圈就就将产产生感感应电电动势势，当当两者者间的的互感感量变变化时时，感感应电电动势势也相相应变变化。。由于两两个二二次线线圈采采用差动接接法，故称称为差差动变变压器器式传传感器器，简简称差差动变变压器器（LVDT,Linearvaribaletransformer）。。差动变变压器器结构构形式式较多多，有有变隙隙式、、变面面积式式和螺线管管线等。u2u2=u21-u22输出电电压特特性灵敏度度频率特特性线性度度零点残残余电电压消消除方方法差动变变压器器的输输出特特性：：定义：：差动动变压压器的的灵敏敏度是是指差差动变变压器器在单单位电电压激激励下下，动动铁芯芯移动动单位位距离离时的的输出出电压压。单位为为mV/mm/V(双输输入单单输出出)50mV/mm/V，高高精度度1000mV/mm/V以上上灵敏度度提高灵灵敏度度的方方法：：（1））提高线线圈品品质因因数Q值(Q=ωL/R)（Q越越高，，电路路损耗耗越小小，效效率越越高））（2））增大大铁芯芯直径径，使使其接接近线线圈框框架内内径，，选择择导磁磁性能能好，，铁损损小以以及涡涡流损损耗小小的导导磁材材料制制作衔衔铁和和导磁磁外壳壳。（3））减小小涡流流损耗耗，线线圈框框架采采用非非导电电且膨膨胀系系数小小的材材料。。（4））选择择较高高的励励磁电电压（防过过热））和励磁磁频率率。KE与f关关系曲曲线当f较较低时时，，，灵敏度度显著著降低低当f较较高时时，将将会产产生““集肤肤”效效应，，电荷荷汇集集在表表面，，铁芯芯有效效阻值值增大大，铁铁芯发发热，，产生生很大大功耗耗，从从而引引起U2快速下下降频率特特性10~50kHZ为为宜只有在在某频频率下下才能能达到到最大大输出出，且且此频频率附附近灵灵敏度度变化化最小小。理想情情况：：差动变变压器器输出出电压压与铁