1、傳感器篇傳感器篇第第2章章 位置傳感器位置傳感器 第第3章章 力與慣性傳感器力與慣性傳感器第第4章章 環(huán)境參數(shù)傳感器環(huán)境參數(shù)傳感器 第第5章章 特殊傳感器特殊傳感器 第第6章章 測速發(fā)電機(jī)測速發(fā)電機(jī) 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 2.1.1 線性電位器線性電位器 骨架截面積處處相等。骨架截面積處處相等。 k為比例系數(shù)，實(shí)踐就是傳感器的靈敏度。為比

2、例系數(shù)，實(shí)踐就是傳感器的靈敏度。 ksUU0 +-UU0 放大電路采用高輸入阻抗，消除負(fù)載效應(yīng)。放大電路采用高輸入阻抗，消除負(fù)載效應(yīng)。 X2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 老式飛機(jī)上運(yùn)用電位器來丈量油量。老式飛機(jī)上運(yùn)用電位器來丈量油量。 浮子浮子 - -杠桿杠桿 - -電位器電刷電位器電刷 - -電阻值電阻值第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 2.1.2 函數(shù)電位器函數(shù)電位器 電位器骨架截面積按一定的函數(shù)規(guī)律變化。電位器骨架截面積按一定的函數(shù)規(guī)律變化。 老式飛機(jī)上運(yùn)用電位器來丈量油量。老式飛機(jī)上運(yùn)用電位器來丈量油量。 浮子浮子 - -杠桿杠桿 -

3、-電位器電刷電位器電刷 - -電阻值電阻值 輸出值與電刷位移量呈一定的函數(shù)關(guān)系。輸出值與電刷位移量呈一定的函數(shù)關(guān)系。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 2.1.3 環(huán)形電位器環(huán)形電位器 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 2.1.3 環(huán)形電位器環(huán)形電位器 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.1 電阻式位置傳感器電阻式位置傳感器 精細(xì)直線電位器精細(xì)直線電位器環(huán)形弧形環(huán)形弧形電位器電位器第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器 2.2.1 電容式位置傳感器的原理及運(yùn)用電容式位置傳感器的原理及

4、運(yùn)用 變間隙式變間隙式 變面積式變面積式 變介電常數(shù)式變介電常數(shù)式dSC 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器 2.2.2 電容值的讀取電容值的讀取 1 運(yùn)算放大器法運(yùn)算放大器法i0oUSdCU 可將變間隙式電容傳感器的輸出變成線性關(guān)系可將變間隙式電容傳感器的輸出變成線性關(guān)系ixoUCCU 0第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器 2.2.2 電容值的讀取電容值的讀取 2 二極管雙二極管雙T型交流型交流電橋電橋 )()()(21L2LLLLoCCUfRRRR2RRRIU 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感

5、器電容式位置傳感器 2.2.2 電容值的讀取電容值的讀取 3 振蕩頻率檢測法振蕩頻率檢測法 LC21f 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器 2.2.2 電容值的讀取電容值的讀取 4 差動脈沖調(diào)寬法差動脈沖調(diào)寬法 HoUCCCCU 2121第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器 2.2.3 差動丈量法差動丈量法HHoUCCCUCCCCU 212121第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.2 電容式位置傳感器電容式位置傳感器 電容式油量表電容式油量表傳感器傳感器第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)

6、式位置傳感器 2.3.1 自整角機(jī)自整角機(jī) 1 根本任務(wù)原理根本任務(wù)原理 轉(zhuǎn)子繞組通交流電，在空間產(chǎn)生脈振磁場，轉(zhuǎn)子繞組通交流電，在空間產(chǎn)生脈振磁場，三相繞組輸出電壓幅值的比值與定、轉(zhuǎn)子相對三相繞組輸出電壓幅值的比值與定、轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角存在一一對應(yīng)的關(guān)系。存在一一對應(yīng)的關(guān)系。 )240cos()120cos(cos321 EEEEEE第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.1 自整角機(jī)自整角機(jī) 2 自整角機(jī)對的任務(wù)原理自整角機(jī)對的任務(wù)原理 發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通交流電，接納機(jī)定通交流電，接納機(jī)定子合成脈振磁場與發(fā)子合成脈振磁場與發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子磁場方向一送機(jī)轉(zhuǎn)子磁場方向一樣；接納機(jī)轉(zhuǎn)子繞

7、組樣；接納機(jī)轉(zhuǎn)子繞組不處在協(xié)調(diào)位置時(shí)，不處在協(xié)調(diào)位置時(shí)，輸出的感應(yīng)電勢就反輸出的感應(yīng)電勢就反映了誤差角。映了誤差角。第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.1 自整角機(jī)自整角機(jī) 3 力矩式自整角機(jī)力矩式自整角機(jī) 接納機(jī)轉(zhuǎn)子繞組接納機(jī)轉(zhuǎn)子繞組通上與發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子繞通上與發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一樣的交流電，在組一樣的交流電，在接納機(jī)定子合成磁場接納機(jī)定子合成磁場作用下，接納機(jī)轉(zhuǎn)子作用下，接納機(jī)轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)到協(xié)調(diào)位置。繞組轉(zhuǎn)到協(xié)調(diào)位置。輸出力矩有限輸出力矩有限第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.1 自整角機(jī)自整角機(jī) 4 4 差動自整角發(fā)送機(jī)差動自整角發(fā)送機(jī) 差動自整角發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子也由三相繞組構(gòu)差動自整角發(fā)送

8、機(jī)轉(zhuǎn)子也由三相繞組構(gòu)成。用來把發(fā)送機(jī)指令角，變?yōu)榘l(fā)送機(jī)指令成。用來把發(fā)送機(jī)指令角，變?yōu)榘l(fā)送機(jī)指令角和差動發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)角的差值。角和差動發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)角的差值。 1 -1 -1-21-2。第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.1 自整角機(jī)自整角機(jī) 角位置數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊角位置數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊 與自整角發(fā)送機(jī)配套運(yùn)用，其輸入信號為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓參考電壓和三相定子繞組電壓，輸出為角位置。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 1、組成和根本原理、組成和根本原理uDZDZkWWEE sin)90cos(coscos21DuZZDuZZEkEE

9、EkEE第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器2 2、負(fù)載效應(yīng)及其誤差補(bǔ)償、負(fù)載效應(yīng)及其誤差補(bǔ)償 負(fù)載效應(yīng)：輸出繞組接負(fù)載后，繞組電流構(gòu)成負(fù)載效應(yīng)：輸出繞組接負(fù)載后，繞組電流構(gòu)成 的磁場使輸出特性曲線發(fā)生畸變。的磁場使輸出特性曲線發(fā)生畸變。 交軸分量交軸分量使任務(wù)磁場偏使任務(wù)磁場偏離勵(lì)磁繞組軸離勵(lì)磁繞組軸線方向，是引線方向，是引起輸出特性曲起輸出特性曲線畸變的主要線畸變的主要要素。要素。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器2 2、負(fù)載效應(yīng)及其誤差補(bǔ)償、負(fù)載效應(yīng)及其誤差補(bǔ)償 原邊補(bǔ)償：定子交軸繞組短接，感應(yīng)電流產(chǎn)生原邊補(bǔ)償：定子交軸繞組

10、短接，感應(yīng)電流產(chǎn)生 的磁場抵消轉(zhuǎn)子交軸磁場。的磁場抵消轉(zhuǎn)子交軸磁場。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器2 2、負(fù)載效應(yīng)及其誤差補(bǔ)償、負(fù)載效應(yīng)及其誤差補(bǔ)償 副邊補(bǔ)償：另一輸出繞組接等值負(fù)載，其交軸副邊補(bǔ)償：另一輸出繞組接等值負(fù)載，其交軸 磁場抵消任務(wù)輸出繞組交軸磁場。磁場抵消任務(wù)輸出繞組交軸磁場。 任務(wù)負(fù)載變化時(shí)，任務(wù)負(fù)載變化時(shí)，無法完全補(bǔ)償。無法完全補(bǔ)償。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器3 3、線性旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器 cos1sinufuokUkU sinDuoEkU cosDuZEkE cosDuDfEkEU Uo

11、EZED原邊補(bǔ)償原邊補(bǔ)償?shù)诘?章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器3 3、線性旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器 當(dāng)當(dāng)kuku取取0.560.590.560.59之間時(shí)，定轉(zhuǎn)子夾角之間時(shí)，定轉(zhuǎn)子夾角在在6060范圍內(nèi)，線性誤差可小于范圍內(nèi)，線性誤差可小于0.1%.0.1%. cos1sinufuokUkU 不同的接線方不同的接線方法，可以使得傳感法，可以使得傳感器的丈量公式和輸器的丈量公式和輸出特性不同。出特性不同。第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器4 4、多極和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器、多極和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，輸出信一周，輸出信號

12、變化號變化p p個(gè)周個(gè)周期。期。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器4 4、多極和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器、多極和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器 極對數(shù)為極對數(shù)為p p的多極旋變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周時(shí)，輸?shù)亩鄻O旋變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周時(shí)，輸出信號有出信號有2p2p個(gè)零位，有個(gè)零位，有p p個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)輸出個(gè)位置對應(yīng)一個(gè)輸出電壓值信號不為零時(shí)。電壓值信號不為零時(shí)。 雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器由一個(gè)兩極旋變和一個(gè)雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器由一個(gè)兩極旋變和一個(gè)多極旋變組合而成，兩極旋變用來確定粗略多極旋變組合而成，兩極旋變用來確定粗略的角度值即確定被測角度的范圍，多極的角度值即確定被測角度的范圍，多極旋變那么用來進(jìn)展角度值

13、的準(zhǔn)確丈量。旋變那么用來進(jìn)展角度值的準(zhǔn)確丈量。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器5 5、旋轉(zhuǎn)變壓器的運(yùn)用、旋轉(zhuǎn)變壓器的運(yùn)用 角位置丈量：運(yùn)用方法與自整角機(jī)一樣，角位置丈量：運(yùn)用方法與自整角機(jī)一樣，但普通精度較低且要補(bǔ)償負(fù)載效應(yīng)。但普通精度較低且要補(bǔ)償負(fù)載效應(yīng)。 三角函數(shù)模擬計(jì)算：變比三角函數(shù)模擬計(jì)算：變比kuku為為1 1 調(diào)理信號電壓：變比可調(diào)變壓器，但允許調(diào)理信號電壓：變比可調(diào)變壓器，但允許經(jīng)過的電流較小。經(jīng)過的電流較小。 定子和定子和轉(zhuǎn)子匝數(shù)相等；或在輸出繞組后面添加放大倍轉(zhuǎn)子匝數(shù)相等；或在輸出繞組后面添加放大倍數(shù)為數(shù)為1/ku1/ku的放大器。的放大器

14、。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器 2.3.2 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器5 5、旋轉(zhuǎn)變壓器的運(yùn)用、旋轉(zhuǎn)變壓器的運(yùn)用 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.3 感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器 1、圓形感應(yīng)同步器、圓形感應(yīng)同步器 多極旋變多極旋變的進(jìn)一步細(xì)的進(jìn)一步細(xì)分。極數(shù)普分。極數(shù)普通有通有180、360、720。勵(lì)磁勵(lì)磁正弦正弦余弦余弦第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.3 感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器 2、直線式感應(yīng)同步器、直線式感應(yīng)同步器 勵(lì)磁勵(lì)磁正弦正弦第第2章章 位置傳感器位置傳感器 挪動一個(gè)極距，挪

15、動一個(gè)極距，產(chǎn)生一個(gè)周期變化的產(chǎn)生一個(gè)周期變化的正弦和余弦信號。正弦和余弦信號。2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.3 感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器 3、感應(yīng)同步器的運(yùn)用、感應(yīng)同步器的運(yùn)用 零位檢測：轉(zhuǎn)子基準(zhǔn)繞組與定子基準(zhǔn)繞組零位檢測：轉(zhuǎn)子基準(zhǔn)繞組與定子基準(zhǔn)繞組中心線對正，位置傳感器輸出一個(gè)脈沖信號。中心線對正，位置傳感器輸出一個(gè)脈沖信號。 整周信號讀取：由一個(gè)計(jì)數(shù)器專門記錄轉(zhuǎn)整周信號讀取：由一個(gè)計(jì)數(shù)器專門記錄轉(zhuǎn)子基準(zhǔn)繞組轉(zhuǎn)過的定子極數(shù)。子基準(zhǔn)繞組轉(zhuǎn)過的定子極數(shù)。 正余弦信號讀取：鑒幅法、鑒相法或幅相法。正余弦信號讀取：鑒幅法、鑒相法或幅相法。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.

16、3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 1、感應(yīng)式定位傳感器、感應(yīng)式定位傳感器 兩個(gè)輸出繞組反相串兩個(gè)輸出繞組反相串聯(lián)，與需求定位控制的聯(lián)，與需求定位控制的被控對象固連。被控對象固連。勵(lì)磁勵(lì)磁固定端固定端輸出輸出挪動端挪動端 控制電路的輸入信號控制電路的輸入信號是兩個(gè)輸出繞組感應(yīng)電是兩個(gè)輸出繞組感應(yīng)電勢的差值。勢的差值。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 2、變電感式位置傳感器、變電感式位置傳感器 利用鐵心在螺線管中的有效長度或磁路磁

17、利用鐵心在螺線管中的有效長度或磁路磁阻隨被測對象位置不同而不同，使得電感線圈阻隨被測對象位置不同而不同，使得電感線圈的電感值發(fā)生變化，從而輸出與被測位置成一的電感值發(fā)生變化，從而輸出與被測位置成一定函數(shù)關(guān)系的交流電信號。定函數(shù)關(guān)系的交流電信號。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 2、變電感式位置傳感器、變電感式位置傳感器 給變電感式位置傳感器給變電感式位置傳感器加上勵(lì)磁線圈，把兩個(gè)電加上勵(lì)磁線圈，把兩個(gè)電感線圈當(dāng)成變壓器的副邊感線圈當(dāng)成變壓器的副邊繞組，并將它們反向串聯(lián)繞組，并將它們反向串聯(lián)后

18、輸出給控制電路，那么后輸出給控制電路，那么構(gòu)成了差動變壓器。構(gòu)成了差動變壓器。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 2、變電感式位置傳感器、變電感式位置傳感器 差動變壓器差動變壓器第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 2、變電感式位置傳感器、變電感式位置傳感器 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 3、

19、渦流式位置傳感器、渦流式位置傳感器 通有交流電的電通有交流電的電感線圈接近金屬導(dǎo)體感線圈接近金屬導(dǎo)體時(shí)，金屬導(dǎo)體就會產(chǎn)時(shí)，金屬導(dǎo)體就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流生感應(yīng)電流，該電流為閉合回線，故稱之為閉合回線，故稱之為渦流。為渦流。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 3、渦流式位置傳感器、渦流式位置傳感器 環(huán)狀渦流也產(chǎn)生環(huán)狀渦流也產(chǎn)生交變磁場，會抵消部交變磁場，會抵消部分原磁場，這一影響分原磁場，這一影響可以等效為線圈可以等效為線圈L L的的電感值的變化。電感值的變化。 第第2章章 位置傳感器位置傳感

20、器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 3、渦流式位置傳感器、渦流式位置傳感器 ),(sfHFL 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.3 2.3 感應(yīng)式位置傳感器感應(yīng)式位置傳感器 2.3.4 其它感應(yīng)式位置傳感器其它感應(yīng)式位置傳感器 3、渦流式位置傳感器、渦流式位置傳感器 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.1 干簧管干簧管 當(dāng)有磁鐵或磁場當(dāng)有磁鐵或磁場接近干簧管時(shí)，兩個(gè)接近干簧管時(shí)，兩個(gè)彈片干簧片會被彈片干簧片會被磁化，在磁力的作用磁化，在磁力的作用下，兩彈片抑制彈力下，兩

21、彈片抑制彈力接觸到一同，使開關(guān)接觸到一同，使開關(guān)接通。接通。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 霍爾效應(yīng)：霍爾元件長霍爾效應(yīng)：霍爾元件長度方向通以控制電流、度方向通以控制電流、厚度方向存在磁場作用厚度方向存在磁場作用時(shí)，在寬度方向產(chǎn)生電時(shí)，在寬度方向產(chǎn)生電勢霍爾電勢。勢霍爾電勢。1 1、霍爾效應(yīng)及其產(chǎn)生的原理、霍爾效應(yīng)及其產(chǎn)生的原理 UH第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 霍爾效應(yīng)是半導(dǎo)體中霍爾效應(yīng)是半導(dǎo)體中自在電荷在磁場中受洛侖自在電荷在磁

22、場中受洛侖茲力作用而產(chǎn)生的。茲力作用而產(chǎn)生的。 1 1、霍爾效應(yīng)及其產(chǎn)生的原理、霍爾效應(yīng)及其產(chǎn)生的原理 UH第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 1 1、霍爾效應(yīng)及其產(chǎn)生的原理、霍爾效應(yīng)及其產(chǎn)生的原理 evBF evBbUeeEHH enbdvdtnbdledtdQI IBKndeIBUHH bBvUH enbdIv 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 2 2、霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù)、霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù) 額定功耗額定功耗P0；輸入電阻；輸入電

23、阻Ri和輸出電阻和輸出電阻Ro；霍；霍爾電勢溫度系數(shù)爾電勢溫度系數(shù)；內(nèi)阻溫度系數(shù)；內(nèi)阻溫度系數(shù)；靈敏度；靈敏度KH .第第2章章 位置傳感器位置傳感器 不平衡電勢不平衡電勢U0 ：在額定控制電流：在額定控制電流I作用下，不作用下，不加磁場時(shí)，霍爾電極間的空載霍爾電勢單位加磁場時(shí)，霍爾電極間的空載霍爾電勢單位為為mv。 U0與額定控制電流之比稱為不平衡與額定控制電流之比稱為不平衡電阻電阻r0 . 有些產(chǎn)品也提供不平衡電阻參數(shù)值。有些產(chǎn)品也提供不平衡電阻參數(shù)值。2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 3 3、霍爾電勢的丈量和誤差補(bǔ)償、霍爾電勢的丈量和誤差補(bǔ)償

24、 丈量電路丈量電路第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 3 3、霍爾電勢的丈量和誤差補(bǔ)償、霍爾電勢的丈量和誤差補(bǔ)償 零位誤差補(bǔ)償電路零位誤差補(bǔ)償電路第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 4 4、霍爾集成電路、霍爾集成電路 線性型：三端線性型：三端T型型第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 4 4、霍爾集成電路、霍爾集成電路 線性型：八針雙列直插型線性型：八針雙列直插型第第2章

25、章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 4 4、霍爾集成電路、霍爾集成電路 開關(guān)型開關(guān)型第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 4 4、霍爾集成電路、霍爾集成電路 開關(guān)型開關(guān)型第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 4 4、霍爾集成電路、霍爾集成電路 開關(guān)型開關(guān)型第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 5 5、霍爾元件

26、運(yùn)用、霍爾元件運(yùn)用 丈量微小位移：線性霍爾集成電路，恒定控制丈量微小位移：線性霍爾集成電路，恒定控制電流、穩(wěn)定的外部磁場。電流、穩(wěn)定的外部磁場。 丈量轉(zhuǎn)速：開關(guān)型霍爾集成電路。丈量轉(zhuǎn)速：開關(guān)型霍爾集成電路。 丈量電流和磁場的大小，如直流穩(wěn)流控制安裝丈量電流和磁場的大小，如直流穩(wěn)流控制安裝和高精度高斯計(jì)。和高精度高斯計(jì)。 鐵磁資料無損探傷：受損后導(dǎo)磁性能變化。鐵磁資料無損探傷：受損后導(dǎo)磁性能變化。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.2 霍爾元件霍爾元件 5 5、霍爾元件運(yùn)用、霍爾元件運(yùn)用 無刷直流電機(jī)無刷直流電機(jī) 主要由電動機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳

27、感器和電主要由電動機(jī)本體、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子換向電路組成。子換向電路組成。 可看成齒數(shù)很少可看成齒數(shù)很少的步進(jìn)電機(jī)，其定子的步進(jìn)電機(jī)，其定子繞組通電順序由位置繞組通電順序由位置傳感器丈量值控制。傳感器丈量值控制。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 飛機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表飛機(jī)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.3 磁敏電阻磁敏電阻 1 1、磁阻效應(yīng)、磁阻效應(yīng) N N 型半導(dǎo)體元件型半導(dǎo)體元件有電流流過且遭到外有電流流過且遭到外部磁場作用時(shí)，霍爾部磁場作用時(shí)，霍爾效應(yīng)使得沿電流方向效應(yīng)使得

28、沿電流方向電子減少，從而使器電子減少，從而使器件的電阻值增大。件的電阻值增大。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.3 磁敏電阻磁敏電阻 2 2、磁敏電阻、磁敏電阻 220BK T第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.3 磁敏電阻磁敏電阻 3 3、磁敏電阻的運(yùn)用、磁敏電阻的運(yùn)用 無觸點(diǎn)開關(guān)、行無觸點(diǎn)開關(guān)、行程控制安裝、轉(zhuǎn)速計(jì)、程控制安裝、轉(zhuǎn)速計(jì)、電子水表、可變電阻、電子水表、可變電阻、流量計(jì)、計(jì)數(shù)器、圖流量計(jì)、計(jì)數(shù)器、圖形識別、讀磁頭、電形識別、讀磁頭、電流計(jì)等。流計(jì)等。永久磁鐵永久磁鐵磁敏

29、電阻磁敏電阻1 磁敏電阻磁敏電阻2 + 輸輸 出出磁敏無刷電位器磁敏無刷電位器 留意溫度補(bǔ)償留意溫度補(bǔ)償 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.4 磁敏二極管和磁敏三極管磁敏二極管和磁敏三極管 1 1、磁敏二極管、磁敏二極管 當(dāng)偏置電壓一定而外部磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度當(dāng)偏置電壓一定而外部磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化時(shí)，磁敏二極管的電流也隨之發(fā)生變化。變化時(shí)，磁敏二極管的電流也隨之發(fā)生變化。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.4 磁敏二極管和磁敏三極管磁敏二極管和磁敏三極管 1 1、磁敏二極管、磁敏二極

30、管 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.4 磁敏二極管和磁敏三極管磁敏二極管和磁敏三極管 1 1、磁敏二極管、磁敏二極管 感溫電阻補(bǔ)償：在磁敏二極管的偏置電壓回感溫電阻補(bǔ)償：在磁敏二極管的偏置電壓回路中串聯(lián)溫度補(bǔ)償電阻。路中串聯(lián)溫度補(bǔ)償電阻。溫度補(bǔ)償方法溫度補(bǔ)償方法 互補(bǔ)任務(wù)方式：將面相對或背向放置的兩個(gè)互補(bǔ)任務(wù)方式：將面相對或背向放置的兩個(gè)性能參數(shù)一致的磁敏二極管串聯(lián)，取中點(diǎn)電壓性能參數(shù)一致的磁敏二極管串聯(lián)，取中點(diǎn)電壓為輸出電壓，使得兩個(gè)二極管隨溫度變化的電為輸出電壓，使得兩個(gè)二極管隨溫度變化的電壓量相互抵消，輸出電壓不隨溫度變化。壓量相

31、互抵消，輸出電壓不隨溫度變化。第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.4 2.4 磁敏式位置傳感器磁敏式位置傳感器 2.4.4 磁敏二極管和磁敏三極管磁敏二極管和磁敏三極管 2 2、磁敏三極管、磁敏三極管 自學(xué)自學(xué) 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.1 光電池光電池 半導(dǎo)體資料吸收光能，使資料中的電子躍遷半導(dǎo)體資料吸收光能，使資料中的電子躍遷而產(chǎn)生電子而產(chǎn)生電子-空穴對，光電池普通看成隨光照強(qiáng)空穴對，光電池普通看成隨光照強(qiáng)度變化的電流源。存在一定的光譜選擇性。度變化的電流源。存在一定的光譜選擇性。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.

32、5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.1 光電池光電池 硅光電池硅光電池 太陽能電池板太陽能電池板 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.1 光電池光電池 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.2 光敏電阻光敏電阻 光敏電阻的任務(wù)原理是利用半導(dǎo)體資料的光敏電阻的任務(wù)原理是利用半導(dǎo)體資料的光電效應(yīng)，使得電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化光電效應(yīng)，使得電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化。而變化。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.2 光敏電阻

33、光敏電阻 光敏電阻的任務(wù)原理是利用半導(dǎo)體資料的光敏電阻的任務(wù)原理是利用半導(dǎo)體資料的光電效應(yīng)，使得電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化光電效應(yīng)，使得電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化。而變化。 2.5.3 光敏二極管和光敏三極管光敏二極管和光敏三極管 光敏二極管和光敏三極管構(gòu)造與普通二極光敏二極管和光敏三極管構(gòu)造與普通二極管和三極管類似，原理與光敏電阻類似。管和三極管類似，原理與光敏電阻類似。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.4 光柵傳感器光柵傳感器 莫爾條紋：由于遮光莫爾條紋：由于遮光效應(yīng)，兩塊光柵的刻效應(yīng)，兩塊光柵的刻線相交處構(gòu)成亮帶，線相交處構(gòu)成亮帶，縫隙相交處構(gòu)成暗帶，縫隙相交處構(gòu)成暗帶，在與光柵刻線垂直的在與光柵刻線垂直的方向，將出現(xiàn)明暗相方向，將出現(xiàn)明暗相間的條紋。間的條紋。 第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.4 光柵傳感器光柵傳感器 WWB 2sin2B：莫爾條紋間距：莫爾條紋間距W：光柵柵距：光柵柵距：光柵刻線夾角：光柵刻線夾角第第2章章 位置傳感器位置傳感器2.5 2.5 光電式位置傳感器光電式位置傳感器 2.5.4 光柵傳