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當前位置(zhì):首(shǒu)頁(yè) > 技(jì)術(shù)文章(zhāng) > 德國ifm傳(chuán)感器及其工作原(yuán)理
IFM傳(chuán)感(gǎn)器(qì)
(1)定(dìng)義(yì):傳(chuán)感器是指這(zhè)樣一類元(yuán)件(jiàn):它能夠感(gǎn)受諸(zhū)如力,溫度,光(guāng),聲,化(huà)學成分(fēn)等物(wù)理量,並能把(bǎ)它(tā)們按(àn)照一定(dìng)的(dí)規(guī)律轉換為便於(yú)傳(chuán)送和處理(lǐ)的另一(yī)個(gè)物理(lǐ)量(通(tōng)常是電壓,電流(liú)等電(diàn)學(xué)量),或轉換為(wéi)電(diàn)路的通(tōng)斷(duàn).
2.IFM傳(chuán)感器基(jī)本特(tè)性:把非電(diàn)學量(liáng)轉換(huàn)為電學量(liáng),可(kě)以(yǐ)方便地進(jìn)行(háng)測量(liáng),傳(chuán)輸,處(chǔ)理(lǐ)和(hé)控製等(děng).
傳感(gǎn)器的工作(zuò)原(yuán)理(lǐ):傳感器通(tōng)過敏(mǐn)感(gǎn)元件感受的通常(cháng)是(shì)非電學(xué)量,而它利用轉換(huàn)元件輸出(chū)的通常(cháng)是電學量(liáng),如電(diàn)壓(yā),電流(liú),電(diàn)荷量等(děng).
IFM傳感(gǎn)器(qì)敏感(gǎn)元(yuán)件直接(jiē)感(gǎn)受(shòu)被測(cè)量,並輸(shū)出與(yǔ)被(bèi)測(cè)量有確(què)定(dìng)關係的(dí)物理量信號;轉換(huàn)元(yuán)件將敏感(gǎn)元件(jiàn)輸(shū)出的(dí)物(wù)理量信(xìn)號轉換為(wéi)電(diàn)信號;轉換電(diàn)路負責對轉換元件輸出(chū)的電(diàn)信號進行(háng)放(fàng)大(dà)調製;轉換(huàn)元件和(hé)轉換(huàn)電(diàn)路一般還需要輔助電源供電.
☞敏感原(yuán)件幹簧(huáng)管的結構(gòu)及(jí)原(yuán)理
3.IFM傳感器的特點
微型化(huà),數(shù)字化,智能化(huà),多功能化,係統化,網(wǎng)絡化它是實現自(zì)動檢(jiǎn)測和自動控製(zhì)的(dí)首(shǒu)要(yào)環(huán)節.傳(chuán)感器(qì)的存(cún)在(zài)和發(fā)展(zhǎn),讓物(wù)體有了“觸(chù)覺(jué)"“味(wèi)覺(jué)"和(hé)“嗅(xiù)覺"等(děng),讓物(wù)體(tǐ)慢慢“活"了起(qǐ)來(lái).
4.傳感器的(dí)分類
(1)按照其用途可分為(wéi):壓(yā)力傳感器(qì),位置傳(chuán)感器(qì),液麵(miàn)傳(chuán)感器,能(néng)耗(hào)傳(chuán)感器(qì),速度傳感(gǎn)器(qì),加(jiā)速度傳(chuán)感器(qì),射(shè)綫輻射傳感器,熱敏傳(chuán)感(gǎn)器(qì),雷達傳感(gǎn)器等.
(2)按照其原理可分(fēn)為(wéi):振動(dòng)傳感器(qì),濕敏(mǐn)傳(chuán)感(gǎn)器(qì),磁敏傳感器(qì),氣(qì)敏(mǐn)傳感(gǎn)器,真空(kōng)度(dù)傳感器(qì),生(shēng)物傳感器(qì)等.
(3)按(àn)其輸出(chū)信號可分為(wéi):模擬(nǐ)傳(chuán)感器(qì)——將被(bèi)測量的非(fēi)電學(xué)量(liáng)轉(zhuǎn)換(huàn)成模(mó)擬電信(xìn)號(hào);
數(shù)字傳(chuán)感(gǎn)器(qì)——將被測量的(dí)非電(diàn)學量轉(zhuǎn)換成數字輸出信(xìn)號(hào)(包(bāo)括直(zhí)接(jiē)和間接轉換);
膺(yīng)數字(zì)傳(chuán)感(gǎn)器——將(jiāng)被測量(liáng)的(dí)信號量轉換成頻率信號或短(duǎn)周期信(xìn)號(包括(kuò)直接和間(jiān)接(jiē)轉換);
開關傳感器(qì)—當(dāng)一個被測(cè)量的信(xìn)號達(dá)到某(mǒu)個(gè)特定(dìng)的(dí)閾值時,傳(chuán)感(gǎn)器(qì)相(xiāng)應(yīng)地輸出(chū)一個(gè)設(shè)定的低電(diàn)平(píng)或(huò)高電(diàn)平(píng)信(xìn)號(hào).
(4)按(àn)照(zhào)其(qí)測(cè)量(liáng)目(mù)的(dí)可分為:物理型(xíng)傳(chuán)感(gǎn)器,化(huà)學型傳(chuán)感器,生物型(xíng)傳(chuán)感器.
☞幾種(zhǒng)傳感(gǎn)器(qì)中的敏感(gǎn)元件
對敏感元(yuán)件(jiàn)的認識(shí)
1,光(guāng)敏(mǐn)電阻(zǔ):是(shì)一(yī)種電阻(zǔ)值(zhí)隨(suí)入射(shè)光(guāng)的(dí)強弱(ruò)而(ér)改變的(dí)電阻器.
(1)特性:當用(yòng)不同的(dí)光(guāng)照(zhào)射光(guāng)敏(mǐn)電阻時會(huì)得到不同(tóng)的電阻,由實(shí)驗數據可(kě)知一(yī)般(bān)光(guāng)照強(qiáng)度越強,電(diàn)阻(zǔ)越(yuè)小(xiǎo).
(2)本質:一般(bān)構(gòu)成光敏電阻(zǔ)的物(wù)質(zhì)為半(bàn)導體材(cái)料(liào),當(dāng)無(wú)光照(zhào)時載流(liú)子極少,導(dǎo)電性能不好;隨著光(guāng)照的(dí)增(zēng)強,載流(liú)子增多,導電性(xìng)能變強(qiáng),電(diàn)阻(zǔ)就會減小(xiǎo).
(3)作用(yòng):把光(guāng)照強弱(ruò)這(zhè)個光學(xué)量轉換(huàn)為電阻這(zhè)個電(diàn)學(xué)量,就如(rú)同人的眼睛(jīng)一樣(yàng),可以(yǐ)感知光綫的強弱(ruò),應用光(guāng)敏電阻(zǔ)可製成(chéng)光電(diàn)計(jì)數(shù)器.
☞街旁(páng)路燈(dēng)和(hé)江(jiāng)海(hǎi)裏(lǐ)的航標都要求在夜晚亮,白(bái)天(tiān)熄,利用(yòng)半(bàn)導體(tǐ)的電學特性製(zhì)成(chéng)了自(zì)動點亮,熄(xī)滅的(dí)裝置(zhì),實(shí)現了(liǎo)自(zì)動控製(zhì),這是(shì)利用(yòng)半導體(tǐ)的光(guāng)敏性.
2.熱敏電阻(zǔ)和金屬熱電(diàn)阻(zǔ)
(1)熱(rè)敏電阻(zǔ)
①由半導體(tǐ)材料製成,利(lì)用(yòng)溫度變化(huà)使(shǐ)半導體(tǐ)的(dí)導(dǎo)電性能(néng)發(fā)生(shēng)變(biàn)化的電子元件一(yī)般熱敏電(diàn)阻(zǔ)的阻值(zhí)隨溫(wēn)度的升(shēng)高而(ér)減(jiǎn)小.
霍爾(ěr)元件
1,霍爾元(yuán)件:如圖(tú)所(suǒ)示,在一個很(hěn)小的(dí)矩(jǔ)形半導(dǎo)體(例如(rú)砷化銦(yīn))薄片上,製作(zuò)四個電(diàn)極E,F,M,N,它就成了一個霍爾(ěr)元件.
2,霍爾電壓
(1)表達(dá)式(shì):如圖所示(shì),E,F間通(tōng)入恒定電流I,同時外(wài)加(jiā)與(yǔ)薄片垂直的(dí)磁感應(yīng)強度為B的(dí)磁場(cháng),則MN間(jiān)出(chū)現霍爾電(diàn)壓UH,UH=kIB/d.
(2)原(yuán)理:以(yǐ)載(zǎi)流子是(shì)自由電(diàn)子為例,霍爾(ěr)電(diàn)壓(yā)的推導如下:根(gēn)據左(zuǒ)手(shǒu)定則(zé),讓(ràng)磁感綫垂直穿(chuān)過手(shǒu)心,四(sì)指指向電子運(yùn)動(dòng)的反方(fāng)向(xiàng)(即(jí)電流方(fāng)向),
拇(mǔ)指(zhǐ)指向即(jí)電子受洛倫(lún)茲(zī)力的(dí)方向,電(diàn)子(zǐ)在(zài)洛倫茲(zī)力作(zuò)用(yòng)下發(fā)生(shēng)偏轉,並在左(zuǒ)右兩側表麵積累,則(zé)左側(cè)表(biǎo)麵積(jī)累(léi)負電(diàn)荷,右側(cè)表(biǎo)麵就積(jī)累等量(liáng)的正電荷,即右(yòu)側表麵的電(diàn)勢高,這樣就會形(xíng)成電(diàn)場(cháng),當電(diàn)子(zǐ)所受電(diàn)場(cháng)力(lì)與(yǔ)洛倫茲力(lì)平(píng)衡(héng)時,左(zuǒ),右兩側的電壓(yā)達(dá)到穩(wěn)定(dìng).
☞霍爾元件的分類
霍爾元件(jiàn)可(kě)分(fēn)為(wéi)兩類(lèi):一類(lèi)是金屬霍(huò)爾(ěr)元件,其載流子(zǐ)是自(zì)由(yóu)電(diàn)子(zǐ);另(lìng)一類(lèi)是半導體(tǐ)霍(huò)爾元件,其載(zǎi)流(liú)子是(shì)空穴(xué)(可以認(rèn)為是(shì)帶正電(diàn)的粒(lì)子(zǐ)).
設(shè)M,N左(zuǒ)右(yòu)兩板距(jù)離為(wéi)h,E,F上下兩(liǎng)板距(jù)離(lí)為d,則(zé)eE場(cháng)=eU/h=evB,又知(zhī)導體(tǐ)中(zhōng)電流(liú)I=nevS=nev·hd,聯(lián)立方(fāng)程得U=IB/ned.由於ne是(shì)由霍(huò)爾元(yuán)件本身(shēn)材(cái)料決定(dìng)的(dí),我(wǒ)們把kIB/d稱(chēng)為(wéi)霍爾(ěr)係(xì)數,用k表示,這樣就(jiù)有(yǒu)UH=kIB/d,其中d是薄(báo)片的厚度.
3,霍爾(ěr)電勢(shì)高(gāo)低(dī)的判(pàn)斷(duàn)
由左手定則判斷(duàn)帶電粒(lì)子的(dí)受(shòu)力方向,從(cóng)而(ér)得出帶電粒(lì)子的偏轉(zhuǎn)方向,正電荷聚(jù)集的麵為高電(diàn)勢(shì)麵,負電荷(hé)聚集的麵為低(dī)電(diàn)勢(shì)麵.
☞霍爾電(diàn)勢判(pàn)斷(duàn)要點(diǎn)
在(zài)判(pàn)斷(duàn)霍(huò)爾電勢的(dí)高(gāo)低(dī)時(shí),一(yī)定要(yào)注意(yì)載(zǎi)流子(zǐ)是正電荷還(huán)是負電荷.無(wú)論載流(liú)子是正電荷(hé)還(huán)是(shì)負(fù)電(diàn)荷,四指指的都是(shì)電(diàn)流(liú)方(fāng)向(xiàng),即(jí)正(zhèng)電(diàn)荷定向移(yí)動的方向,負(fù)電荷定(dìng)向(xiàng)移(yí)動(dòng)的反(fǎn)方(fāng)向(電流方向一定時,無論(lùn)載(zǎi)流(liú)子(zǐ)是(shì)正電(diàn)荷還(huán)是負(fù)電荷(hé),載流子(zǐ)受力方向均(jūn)相同).
4.霍爾元件(jiàn)的(dí)作用
一(yī)個(gè)霍(huò)爾元(yuán)件(jiàn)的厚度d,霍(huò)爾(ěr)係數k為(wéi)定值,若保持電流I恒(héng)定,則(zé)霍(huò)爾電(diàn)壓U就與(yǔ)磁感應強度B成(chéng)正比(bǐ),因此,霍爾元件(jiàn)能(néng)夠把磁感應強度(dù)這個磁(cí)學量(liáng)轉換(huàn)為電(diàn)壓這個(gè)電(diàn)學量,故霍爾(ěr)元(yuán)件(jiàn)又(yòu)稱(chēng)磁敏(mǐn)元(yuán)件.
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