PPT《2.7 光电式检测元件》

1、光电子学变量多: 光谱(不是单一频率)、光强、光电阻、光电流、光电势等

2、特性复杂,与材料、温度有关

3、没有通用的像欧姆定律一样的通用定律保证其外 特性的描述.

4、学习比电学更困难. 光电子学在检测技术领域应用越来越广泛,本节只是入门,一般性掌握,不作更高的要求,需要时可参阅有关资料. 2.8 磁电式检测元件 磁电式检测元件是通过电磁原理将被测物理量转换成电信号的一种检测元件2.8.1 磁电感应式检测元件 利用电磁感应定律,将被测量转变成感应电动势而进行测量.线圈中感应电动势e 的大小,取决于匝数N和穿过线圈的磁通变化率 磁通变化率是由磁场强度、磁路磁阻及线圈的运动速度决定的 2.8.1 磁电感应式检测元件 2.8.1.1恒磁阻式检测元件 由线圈

1、运动部件2和永久磁铁3所成 (a)线速度型 (b)角速度型1--线圈;

2--运动部件;

3--永久磁铁 感应电势与线圈对磁场的相对运动的线速度或线圈相对磁场的角速度成正比. 2.8.1 磁电感应式检测元件 2.8.1.2 变磁阻式检测元件 变磁阻式检测元件的线圈与磁铁之间没有相对运动,由运动着的被测物体(一般是导磁材料)来改变磁路的磁阻,引起磁通量变化,从而在线圈中产生感应电动势.变磁阻式检测元件一般做成转速式,产生的感应电势的频率作为输出. 2.8.1.2 变磁阻式检测元件 (1)开磁路式 开磁路转速检测元件主要由永久磁铁

1、衔铁

2、感应线圈3和被测物体4组成 . 开磁路式转速检测元件原理图 1--永久磁铁;

2--衔铁;

3--感应线圈;

4--齿轮 2.8.1.2 变磁阻式检测元件 (2)闭磁路式 它是由安装在转轴1上的内齿轮2和永久磁铁

5、外齿轮3a、3b及线圈4构成 闭磁路式转速检测元件原理图 1--转轴;

2--内齿轮;

3a、3b--外齿轮;

4--线圈;

5--永久磁铁 2.8.1 磁电感应式检测元件 2.8.1.3 等效电路 磁电感应式检测元件相当于一个交流电源. Ri为磁电感应式检测元件的内阻 RL为负载电阻 2.8.2 霍尔检测元件 霍尔检测元件是以霍尔效应作为理论基础以霍尔元件为核心部件的磁敏式检测元件2.8.2.1霍尔效应 在z轴加恒定磁场B;

y轴通以恒定电流I,则在x轴方向出现电位差UH 2.8.2 霍尔检测元件 此电势为 (d 为霍尔元件厚度,n材料的电子密度) 为霍尔元件灵敏度,有元件材料和几何尺寸决 定,元件厚度越小,灵敏度越高,一般d=0.1-0.2mm 称为霍尔系数,由半导体材料决定 2.8.2 霍尔检测元件 2.8.2.2 霍尔元件及其特性目前最常用的霍尔元件是由锗、硅、锑化铟和砷化铟等半导体材料制成的 霍尔元件的几何形状为长方形,长宽比为2:1霍尔元件的壳体是非导磁金属陶瓷或环氧树脂封装 2.8.2 霍尔检测元件 霍尔电压与磁感应强度B的关系 霍尔电压与控制电流的关系 在电流恒定的情况下,霍尔电压与磁感应强度B在一定范围内成线性关系,因此霍尔元件可以像差动变压器那样用于检测液位,与弹簧管配合用于检测压力等. 本章综合练习讨论题

1、检测压力都可用什么检测元件?

2、检测温度都可用什么检测元件?

3、检测位移都可用什么检测元件?

3、检测电流都可用什么检测元件?

4、检测液位都可用什么检测元件?

5、检测物体是否存在都可用什么检测元件?

6、有一种检测技术,既可以检测不同介电常数的介质,又可以检测物体存在,还可以检测位移,请问这是基于什么原理的检测技术? 本章综合练习讨论题 课后习题: