第六章-电势型传感器课件

第六章电势型传感器热电偶压电传感器磁电传感器霍尔传感器12/6/20231沈阳铁路机械学校热电偶

12/6/20232沈阳铁路机械学校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12/6/20233沈阳铁路机械学校热电偶工作原理

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。

12/6/20234沈阳铁路机械学校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的热电势等于另外两个热电偶AC和BC的电势之差，12/6/20235沈阳铁路机械学校热电偶种类普通热电偶薄膜热电偶铠装热电偶

12/6/20236沈阳铁路机械学校热电偶的应用

温度测量12/6/20237沈阳铁路机械学校热电偶的应用炉温自动记录仪

12/6/20238沈阳铁路机械学校压电传感器

压电陶瓷

石英晶体

12/6/20239沈阳铁路机械学校压电效应

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

12/6/202310沈阳铁路机械学校逆压电效应

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

12/6/202311沈阳铁路机械学校简介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；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

12/6/202312沈阳铁路机械学校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

12/6/202313沈阳铁路机械学校压电传感器的应用

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

12/6/202314沈阳铁路机械学校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12/6/202315沈阳铁路机械学校燃气压电点火器

12/6/202316沈阳铁路机械学校压电式玻璃破碎报警器

12/6/202317沈阳铁路机械学校压电换能

电子血压计

12/6/202318沈阳铁路机械学校压电薄膜元件

洗衣机不平衡电器检测

汽车监控

12/6/202319沈阳铁路机械学校磁电传感器

12/6/202320沈阳铁路机械学校工作原理

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

12/6/202321沈阳铁路机械学校基本结构

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12/6/202322沈阳铁路机械学校基本结构恒磁通式又称动圈式磁路系统恒定，磁场运动部件可以是线圈也可以是磁铁12/6/202323沈阳铁路机械学校磁电式传感器的应用振动测量12/6/202324沈阳铁路机械学校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

12/6/202325沈阳铁路机械学校霍尔元件

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12/6/202326沈阳铁路机械学校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

12/6/202327沈阳铁路机械学校霍尔传感器应用

测量磁场微位移测量12/6/202328沈阳铁路机械学校霍尔传感器应用

霍尔转速表

霍尔式压力传感器