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第九章其它传感器 一 磁敏传感器 第九章其他传感器 第九章其他传感器 测转角 第九章其他传感器 电流传感器 当电流流过导线时 将在导线周围产生磁场 磁场大小与流过导线的电流大小成正比 这一磁场可以通过软磁材料来聚集 然后用霍尔器件进行检测 第九章其他传感器 霍尔元件型号命名方法 第九章其他传感器 霍尔元件基本测量电路 第九章其他传感器 汽车速度测量 第九章其他传感器 霍尔传感器在旋转舵机用于定子转子相对位置检测 二 气体传感器 气体与人类日常生活密切相关 对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段 气敏传感器发挥着极其重要的作用 如生活环境中一氧化碳浓度达0 8 1 15ml L时 就会出现呼吸急促 脉搏加快 甚至晕厥 还有易燃 易爆气体 酒精等的探测 烟雾报警器 酒精传感器 二氧化碳传感器 第九章其他传感器 气体传感器的主要类型 第九章其他传感器 气体传感器的主要类型 第九章其他传感器 气体传感器的主要类型 第九章其他传感器 1接触燃烧式 可燃性气体 H2 CO CH4等 与空气中的氧接触 发生氧化反应 产生反应热 无焰接触燃烧热 使得作为敏感材料的铂丝温度升高 电阻值相应增大 因此 只要测定作为敏感件的铂丝的电阻变化值 R 就可以检测空气中可燃性气体的浓度 第九章其他传感器 2半导体气敏式 目前 半导体气体敏感元件 大多是以金属氧化物半导体为基础材料 当被测气体在该半导体表面吸附后 引起其电学特性 例如电导率 发生变化 第九章其他传感器 第九章其他传感器 实验室中的传感器 第九章其他传感器 烟雾报警器 燃气报警器 第九章其他传感器 酒精传感器 第九章其他传感器 三 湿度传感器 湿度传感器依据所使用的材料不同 分为电解质型 陶瓷型 高分子型和半导体型等湿度传感器 从性能的总体来看 无论哪一种材料制成的传感器 都有它各自的特点 既有长处 也有短处 它们分别能满足某些方面的要求 电解质型 以氯化锂为例 它在绝缘基板上制作一对电极 涂上氯化锂盐胶膜 氯化锂极易潮解 并产生离子电导 随湿度升高而电阻减小 第九章其他传感器 三 湿度传感器 陶瓷型 一般以金属氧化物为原料 通过陶瓷工艺 制成一种多孔陶瓷 利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制成 高分子型 先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极 通过浸渍或涂覆 使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜 有机高分子的材料种类也很多 工作原理也各不相同 单晶半导体型 所用材料主要是硅单晶 利用半导体工艺制成 制成二极管湿敏器件和MOSFET湿度敏感器件等 其特点是易于和半导体电路集成在一起 第九章其他传感器 三 湿度传感器 第九章其他传感器 三 湿度传感器 陶瓷湿度传感器单片氯化锂湿度传感器测湿范围窄 而多片组合体积大 成本高 怕结露 不抗污染 难于在高湿和低湿的环境中使用 而且工作温度不高 寿命短 响应时间也比较慢 陶瓷湿度传感器的优点 测湿范围宽 工作温度高 工作温度在150 以下 而高温湿度传感器的工作温度可达800 响应时间比较短 精度高 抗污染能力强 工艺简单 成本低廉 第九章其他传感器 三 湿度传感器 陶瓷湿敏元件结构图 第九章其他传感器 三 湿度传感器 高分子湿度传感器某些高分子电介质吸湿后 介电常数明显改变 制成了电容式湿度传感器 某些高分子电介质吸湿后 电阻明显变化 制成了电阻式湿度传感器 利用胀缩性高分子 如树脂 材料和导电粒子在吸湿之后的开关特性 制成了结露传感器 第九章其他传感器 三 湿度传感器 电容式高分子薄膜湿度传感器的基本结构 第九章其他传感器 四 超声波检测传感器 第九章其他传感器 所谓声压 是指某点上各瞬间的压力与大气压力之差值 单位为Pa 1Pa 1N m2 所谓声强 是指声波在传播方向上单位时间内通过单位面积的能量 单位为W m2 所谓声功率 是指声源在单位时间内发射出的总能量 单位是W 第九章其他传感器 超声波传感器原理 超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中 产生机械振动 发射出超声波 接收原理是当超声波作用在磁致材料上时 使磁致材料磁场变化 使线圈产生感应电势输出 第九章其他传感器 超声波传感器应用 超声波探伤 测距 测物 第九章其他传感器 输油管检测检测机器人 第九章其他传感器 倒车雷达 第九章其他传感器 鱼群探测器 第九章其他传感器 五 光纤型传感器 光纤传光原理 斯乃尔定理 第九章其他传感器 五 光纤型传感器 光纤传感器结构原理 传统传感器与光纤传感器示意图 a 传统传感器 b 光纤传感器 第九章其他传感器 五 光纤型传感器 光纤传感器优点 电绝缘 因为光纤本身是电介质 而且敏感元件也可用电介质材料制作 因此光纤传感器具有良好的电绝缘性 特别适用于高压供电系统及大容量电机的测试 抗电磁干扰 这是光纤测量及光纤传感器的极其独特的性能特征 因此光纤传感器特别适用于高压大电流 强磁场噪声 强辐射等恶劣环境中 能解决许多传统传感器无法解决的问题 第九章其他传感器 光纤传感器优点 非侵入性 由于传感头可做成电绝缘的 而且其体积可以做得最小 因此 对于弱电磁场及小管道内流速 流量等的监测特别具有实用价值 高灵敏度 高灵敏度是光学测量的优点之一 利用光作为信息载体的光纤传感器的灵敏度很高 它是某些精密测量与控制的必不可少的工具 容易实现对被测信号的远距离监控 由于光纤的传输损耗很小 目前石英玻璃系光纤的最小光损耗 可低达0 16dB km 第九章其他传感器 五 光纤型传感器 光纤传感器类型 1 功能型 全光纤型 光纤传感器 2 非功能型 传光型 光纤传感器 3 拾光型光纤传感器 第九章其他传感器 光源2检测器 第九章其他传感器 利用光纤对环境变化的敏感性 输入物理量变换为调制的光信号 光纤传感器应用 功能型光纤传感器 第九章其他传感器 第九章其他传感器 光纤检测型光电传感器 作业件检测 颜色检测 第九章其他传感器 六 生物传感器 生物传感器与其它传感器是检测对象中含生命物质 根据敏感物质不同 生物传感器分酶传感器 微生物传感器 组织传感器 细胞器传感器 免疫传感器等 第九章其他传感器 第九章其他传感器 德国研发的环境废水BOD 生化需氧量 分析仪 第九章其他传感器 手掌型葡萄糖 glucose 分析仪 第九章其他传感器 发酵工厂谷氨酸 葡萄糖分析 工厂发酵车间化验员正在分析样品 第九章其他传感器 七 智能传感器 智能传感器是将传感器与微型计算机集成在一块芯片上 其主要特征是将敏感技术和信息处理技术相结合 使其除了具有感知的本能外 还具有认知能力 第九章其他传感器 嵌入式计算机 智能倾角R