2022年2022年霍尔传感器和光电传感器 .pdf

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1、霍尔传感器 是根据 霍尔效应 制作的一种 磁场传感器 。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（ A.H.Hall ，18551938）于 1879 年在研究金属的导电机构时发现的。 后来发现 半导体 、导电流体等也有这种效应， 而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种 霍尔元件 ， 广泛地应用于 工业自动化 技术、检测技术 及信息处理等方面。 霍尔效应是研究 半导体材料 性能的基本方法。 通过霍尔效应实验测定的霍尔系数， 能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线

2、性放大器和射极跟随器组成，它输出 模拟量。（二）开关型霍尔传感器由 稳压器 、霍尔元件、差分放大器，斯密特 触发器 和输出级组成，它输出数字量。理论基础流体中的霍尔效应是研究“磁流体 发电”的理论基础。1）电流传感器 必须根据被测电流的额定 有效值 适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额，会损坏末极功放管（指磁补偿式），一般情况下，2 倍的过载电流持续时间不得超过1 分钟。（2）电压传感器 必须按产品说明在原边串入一个限流电阻R1 ，以使原边得到额定电流，在一般情况下，2 倍的过压持续时间不得超过1 分钟。（3）电流电压传感器的最佳精度是在原边额定值条件下得到的，所以当被测电流高于电流传

3、感器的额定值时， 应选用相应大的传感器； 当被测电压高于电压传感器的额定值时， 应重新调整限流电阻。 当被测电流低于额定值1/2 以下时，为了得到最佳精度，可以使用多绕圈数的办法。（4） 绝缘耐压为 3KV的传感器可以长期正常工作在1KV及以下交流系统和 1.5KV及以下直流系统中， 6KV的传感器可以长期正常工作在2KV及以下交流系统和2.5KV 及以下直流系统中，注意不要超压使用。（5）在要求得到良好动态特性的装置上使用时，最好用单根铜铝母排并与孔径吻合，以大代小或多绕圈数，均会影响动态特性。（6）在大电流直流系统中使用时，因某种原因造成工作电源开路或故障，则铁心产生较大剩磁，是值得注意的

4、。剩磁影响精度。退磁的方法是不加工作电源，在原边通一交流并逐渐减小其值。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - （7）传感器抗外磁场能力为：距离传感器510cm一个超过传感器原边电流值2 倍的电流，所产生的磁场干扰可以抵抗。三相大电流布线时，相间距离应大于510cm 。（8）为了使传感器工作在最佳测量状态，应使用图110 介绍的简易典型 稳压电源。（9）传感器的磁饱和点和电路饱和点，使其有很强的过载能力，但过载能力是有时

5、间限制的，试验过载能力时，2 倍以上的过载电流不得超过1 分钟。（10）原边电流母线温度不得超过85，这是 ABS工程塑料的特性决定的，用户有特殊要求，可选高温塑料做外壳。霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ ） ，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器 的结构简单，形式灵活多样，因此, 光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号 （红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光

6、电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器 的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。或腐蚀。由光通量对光电元件的作用原理1不同所制成的光学测控系统是多种多样的 , 按光电元件 ( 光学测控系统) 输出量性质可分二类, 即模拟式光电传感器和脉冲 ( 开

7、关 ) 式光电传感器. 模拟式光电传感器是将被测量转换光电传感器成连续变化的光电流 , 它与被测量间呈单值关系. 模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体) 方法可分为透射( 吸收 ) 式, 漫反射式 , 遮光式 ( 光束阻档 )三大类 . 所谓透射式是指被测物体放在光路中, 恒光源发出的光能量穿过被测物 , 部份被吸收后, 透射光投射到光电元件上; 所谓漫反射式是指恒光源名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 发出的光投

8、射到被测物上, 再从被测物体表面反射后投射到光电元件上; 所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份, 使投射刭光电元件上的光通量改变, 改变的程度与被测物体在光路位置有关. 光敏二极管 是最常见的 光传感器 。光敏 二极管 的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积， PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（ µA ），称为光敏二极管的暗电流 ；当有光照时，载流子被激发，产生电子- 空穴，称为光电光电传感器载流子。在外电场的作用下，光

9、电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管 相差不大，一般光敏三极管只引出两个极发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的 电流 为暗电流Iceo= （1+）Icbo （很小），比一般三极管的穿透电流 还小；当有光照时，激发大量的电子- 空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic= （1+）Ib ，可见光电三极管要比光电二极管 具有更高的灵敏度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -