电压传感器.ppt

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1、电压传感器电压传感器 红 外 传 感 器 【红外对管】人们习惯把红外发射管和红外【红外对管】人们习惯把红外发射管和红外接受管称红外对管接受管称红外对管 对管外型同普通发光管相似，且透明树脂对管外型同普通发光管相似，且透明树脂 封装的对管自身外形亦十分相近。封装的对管自身外形亦十分相近。收 发 判 断 内部结构识别内部结构识别 发射管管芯中央发射管管芯中央凹陷凹陷，类似聚光罩形状类似聚光罩形状 接受管的管芯中央接受管的管芯中央平台平台 上有红外感光电极上有红外感光电极 接收管大多着色封装接收管大多着色封装 引 脚 判 断新器件长正短负新器件长正短负对管的端部不受光对管的端部不受光 二极管档测量有

2、读数的二极管档测量有读数的1V1V1V1V以上以上以上以上为发射管，极性跟普通发光管相同为发射管，极性跟普通发光管相同 正反向电阻（压降）都很大的正反向电阻（压降）都很大的为接收管为接收管接收管极性判断接收管极性判断 通电实验法通电实验法 R R取值取值220220510510 着 色 封 装 一 体 化 接 收 头【接收、放大、自动增益、滤波、解调、信号整形接收、放大、自动增益、滤波、解调、信号整形】兼具了兼具了TTLTTL和和CMOSCMOS电路各自的优点电路各自的优点接收频率多为接收频率多为38M38M对反向对反向EMIEMI有较高保护功能有较高保护功能接收灵敏度高接收灵敏度高 曲面结构

3、曲面结构曲面结构曲面结构接收距离长接收距离长低电压低功耗（低电压低功耗（2.72.75.5 V5.5 V）可直接将信号输出至可直接将信号输出至ICIC解码解码常 见 管 脚 排 布管脚配置无规律可循传 声 器 麦克风是一种换能器麦克风是一种换能器线性或失真线性或失真灵敏度灵敏度频率响应频率响应噪噪 声声输出电平输出电平指向性指向性 检测声音信号检测声音信号 或机械振动，并将之转换为低频信号。或机械振动，并将之转换为低频信号。越简单越玄妙越简单越玄妙 驻极体话筒 【驻极体】驻极体】某电介质受到很高的外电场作某电介质受到很高的外电场作用之后，即使移去外电场，但电介质表面用之后，即使移去外电场，但电

4、介质表面仍保持正、负的表面电荷。仍保持正、负的表面电荷。驻极体现象驻极体现象u所有话筒所有话筒非线性非线性u全指向性全指向性u精品可达专业指标精品可达专业指标u外壳相连的焊盘接地外壳相连的焊盘接地-驻极体话筒结型场效应管（阻抗变换）结型场效应管（阻抗变换）须提供直流电压才能工作须提供直流电压才能工作工作电压约工作电压约 1.512V 1.512V工作电流约工作电流约 0.11mA 0.11mA远距离传输最好使用屏蔽线远距离传输最好使用屏蔽线输出电平（输出电平（mVmV级）级）输出阻抗多小于输出阻抗多小于2K2K潮湿或高温环境中可能会失去电荷潮湿或高温环境中可能会失去电荷 DIY引脚引脚 新型驻

5、极体 聚合物薄膜驻极体：聚合物薄膜驻极体：长寿命长寿命（2 2倍以上倍以上）可靠性更高、成本更低可靠性更高、成本更低抗恶劣环境抗恶劣环境（-100-100250250 ）微型化微型化 ECMECMECMECM不断缩小，已近尺寸极限不断缩小，已近尺寸极限不断缩小，已近尺寸极限不断缩小，已近尺寸极限 进一步变小会付出敏感性、频率响应及噪声等性能降低的代价进一步变小会付出敏感性、频率响应及噪声等性能降低的代价进一步变小会付出敏感性、频率响应及噪声等性能降低的代价进一步变小会付出敏感性、频率响应及噪声等性能降低的代价 接 近 开 关【无触点开关【无触点开关/无触点行程开关】无触点行程开关】利用金属体和

6、交变电磁场的利用金属体和交变电磁场的 互感原理互感原理 被检测物体引起磁场能量发生被检测物体引起磁场能量发生改变，进而使开关输出电平翻改变，进而使开关输出电平翻转，达到开关目的转，达到开关目的 响应快，重复定位精度高，易响应快，重复定位精度高，易用，寿命长用，寿命长 接近开关分类【电感式】【电感式】*LCLC高频振荡器、放大电路高频振荡器、放大电路 *金属体接近振荡感应头产金属体接近振荡感应头产生的涡流使接近开关振荡能生的涡流使接近开关振荡能力衰减，取该变化控制通断力衰减，取该变化控制通断 只能检测金属物体只能检测金属物体 检测距离约检测距离约1 15 5毫米毫米 最高温度可达最高温度可达15

7、0150 宽电压，小电流宽电压，小电流 响应频率：响应频率：150Hz150Hz 百毫安驱动电流百毫安驱动电流接近开关分类【电容式】【电容式】*测量头是构成电容器的测量头是构成电容器的一个极板，另一极板是一个极板，另一极板是被测物体被测物体*开关介电常数因检测到开关介电常数因检测到物体发生变化而停振，物体发生变化而停振，由此控制开关通断由此控制开关通断 不限于金属不限于金属导体，可检测绝导体，可检测绝缘液体或粉状物体缘液体或粉状物体检测较低介电常数物体时，检测较低介电常数物体时，感应灵敏度可调感应灵敏度可调检测距离检测距离：1 11010毫米毫米响应频率响应频率：50Hz50Hz宽电压，小电流

8、宽电压，小电流百毫安驱动电流百毫安驱动电流霍 尔 效 应 【霍尔效应】磁电效应的一种。置于磁场中的载流【霍尔效应】磁电效应的一种。置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，该现象和磁场的方向会产生一附加的横向电场，该现象被称为霍尔效应。被称为霍尔效应。半导体的霍尔效应比金属强得多半导体的霍尔效应比金属强得多 霍 尔 元 件霍尔开关属于有源磁电转换器件，可把磁输入信号转换成电信号霍尔开关属于有源磁电转换器件，可把磁输入信号转换成电信号输入端是以磁感应强度来表征输入端是以磁感应强度来表征多用晶体管输出，和

9、接近开关类似，有多用晶体管输出，和接近开关类似，有NPNNPN、PNPPNP之分之分霍尔效应的灵敏度与外加磁场的磁感应强度成正比霍尔效应的灵敏度与外加磁场的磁感应强度成正比霍尔霍尔线性线性器件和开关器件器件和开关器件前者输出前者输出模拟模拟量，后者输出数字量量，后者输出数字量常开型常开型常闭型常闭型锁存型（双极性）锁存型（双极性）双信号输出双信号输出 霍尔器件特点轻巧牢固，寿命长，功耗小，环境要求低。轻巧牢固，寿命长，功耗小，环境要求低。精度高、线性度好精度高、线性度好开关型无触点、无磨损、开关型无触点、无磨损、无抖动回跳、位置重复精度无抖动回跳、位置重复精度达达m级级频率可达频率可达1MHZ

10、，常用作保护电路常用作保护电路使用时要注意使用时要注意磁铁的极性磁铁的极性应 用 实 例霍尔液位传感器霍尔液位传感器 霍尔器件装在容器外面，永磁体支在浮子上霍尔器件装在容器外面，永磁体支在浮子上 对各种危险液体的液位 实测表明，霍尔液位传 感器是最好的检测方法 之一。应用实例位移传感的霍尔位移传感的霍尔流量计流量计 叶轮在流体推动下带动螺杆旋转，使磁系统产叶轮在流体推动下带动螺杆旋转，使磁系统产生上下移动。流速高则位移量大。生上下移动。流速高则位移量大。应用实例霍尔电流传感器霍尔电流传感器 有电流流过的导线感生磁场与流过的电流的关系有电流流过的导线感生磁场与流过的电流的关系可由安培环路定理求出

11、。用霍尔检测该磁场可由安培环路定理求出。用霍尔检测该磁场,可以可以构成霍尔电流、电压传感器、功率计、电度表等构成霍尔电流、电压传感器、功率计、电度表等 应用实例检测齿轮的转速检测齿轮的转速 在霍尔线性电路背面偏置一个永磁体在霍尔线性电路背面偏置一个永磁体 应用实例 直流直流无刷无刷电机电机 *霍尔器件起位置传感霍尔器件起位置传感 器、开关、换向作用器、开关、换向作用 霍尔检测转子磁极的位置，控制定霍尔检测转子磁极的位置，控制定子绕组供电电路通断。顺序工作，子绕组供电电路通断。顺序工作，使转子磁极总是面对推斥磁场，使转子磁极总是面对推斥磁场，起到定子电流的换向作用。起到定子电流的换向作用。逆变器

12、逆变器 不间断电源不间断电源 电子点焊机电子点焊机 电能管理电能管理 隔离放大器隔离放大器 汽车电子汽车电子仪器仪表仪器仪表无损探伤无损探伤 .小小 结结检测受检对象上人为设置的磁场，检测受检对象上人为设置的磁场，检测受检对象上人为设置的磁场，检测受检对象上人为设置的磁场，用这个用这个用这个用这个磁场磁场磁场磁场来作被检测的信息的来作被检测的信息的来作被检测的信息的来作被检测的信息的载体载体载体载体，通过它将许多非电、非磁，通过它将许多非电、非磁，通过它将许多非电、非磁，通过它将许多非电、非磁的物理的物理的物理的物理量力、力矩、压力、应力、量力、力矩、压力、应力、量力、力矩、压力、应力、量力、

13、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角位置、位移、速度、加速度、角位置、位移、速度、加速度、角位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速度、角速度、转数、转速度、角速度、转数、转速度、角速度、转数、转速以及工以及工以及工以及工作状态发生变化的时间等，转变作状态发生变化的时间等，转变作状态发生变化的时间等，转变作状态发生变化的时间等，转变成电量来实现自动化成电量来实现自动化成电量来实现自动化成电量来实现自动化应用实例温度传感器温度传感器l温度检测和控制的重要器件温度检测和控制的重要器件l应用最广泛、发展最快的传感器之一应用最广泛、发展最快的传感器之一l温度占工业生产自动化测量点的

14、温度占工业生产自动化测量点的50%l接触与非接触式两大类接触与非接触式两大类热 敏 电 阻 正温度系数正温度系数PTC和负温度系数和负温度系数NTC两类两类 突变型突变型CTR非线性非线性电阻，电压、电流的变化不符合欧姆定律电阻，电压、电流的变化不符合欧姆定律 1234铂丝4060120 1600100101102103104105106RT/热敏电阻的电阻-温度特性曲线1-NTC；2-CTR；3-4PTC温度T/C热敏电阻温度补偿热敏电阻温度补偿 由热敏电阻和与温度无关的线性电阻器R1和R2串并联组成UcdR3R2R4R1Eabcd电阻的电桥测量线路 热敏电阻的特点热敏电阻的特点1热现象引起

15、，时间上有滞后现象热现象引起，时间上有滞后现象2阻值在阻值在110M之间可供自由选择之间可供自由选择3稳定性好稳定性好 烧结表面均已经玻璃封装烧结表面均已经玻璃封装4原料资源丰富，价格低廉原料资源丰富，价格低廉5 5PTCPTC工作温度范围较窄，可恒温发热工作温度范围较窄，可恒温发热 IC 温度传感器温度传感器传感器驱动、信号处理电路全集成，体积小巧传感器驱动、信号处理电路全集成，体积小巧数字输出，数字输出，线性好、精度高线性好、精度高模拟输出有电压和电流型模拟输出有电压和电流型电压型输出阻抗低，不适合长线传输电压型输出阻抗低，不适合长线传输电流型输出阻抗高，抗温漂，化线性好电流型输出阻抗高，

16、抗温漂，化线性好 IC 温度传感器温度传感器支持寄生电源DS1820123GNDI/O VDDDS18b20的管脚配置 寄生电源由二极管和寄生电容组成寄生电源由二极管和寄生电容组成 寄生电源供电时寄生电源供电时,电源端接地，器件从总线上获电源端接地，器件从总线上获取电源。在取电源。在I/OI/O线呈低电平时，改由寄生电容上线呈低电平时，改由寄生电容上的电压继续向器件供电的电压继续向器件供电。寄生电源优点：寄生电源优点：n 检测远程温度时无需本地电源检测远程温度时无需本地电源n 缺少正常电源时也能读缺少正常电源时也能读ROM 寄寄 生生 电电 源源寄生电源应用当总线上当总线上DS1820DS18

17、20挂接得比较多时，就要减小上拉电挂接得比较多时，就要减小上拉电阻的阻值，否则总线拉不成高电平，读取数据有误阻的阻值，否则总线拉不成高电平，读取数据有误0 089C51DS1820DS1820DS1820P1.0P1.1P1.2TxRx+5VGNDVDDP1.1作输出口用，相当于TxP1.2作输入口用，相当于Rx双金属温度传感器双金属温度传感器用热膨胀系数不同的两种或两种以上金属线线/板板压制成。温度变化时双金属产生变形运动达到控温目的光 敏 器 件光敏器件利用半导体的光电效应制成光敏器件利用半导体的光电效应制成常用光敏电阻、光敏二极管、三极管等常用光敏电阻、光敏二极管、三极管等 可见光光敏电

18、阻、红外光光敏电阻、紫外光光敏可见光光敏电阻、红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻电阻 选用时先确定电路的光谱特性选用时先确定电路的光谱特性选用时先确定电路的光谱特性选用时先确定电路的光谱特性光敏电阻光敏电阻亮阻约几百至数千欧姆；暗阻可达110M 光谱特性与人眼对0.40.76m可见光的响应很接近 额定功率200mW以下 硫化镉(CdS)响应时间100mS 硒化镉(CdSe)响应时间10mS工作于直流或低频状态下光 敏 二 极 管光敏二极管通过光敏二极管通过PNPN结加入反向电压，在光照结加入反向电压，在光照射下导电，其阻值由数千欧至数兆欧变化射下导电，其阻值由数千欧至数兆欧变化 光 敏 三 极管光

19、敏三极管光敏三极管两个两个两个两个PNPNPNPN结结结结将光信号变为电信号同时，将光信号变为电信号同时，还放大了信号电流，因此具有更高的灵敏度，还放大了信号电流，因此具有更高的灵敏度，应用范围也更广。应用范围也更广。光 敏 器 件光敏三极管对可见光的强弱光敏三极管对可见光的强弱和光波长短，即色差进行探和光波长短，即色差进行探测，从而进行色判别和色控测，从而进行色判别和色控制。制。硅色敏管对一定波长的光特硅色敏管对一定波长的光特别敏感，从而进行色识别。别敏感，从而进行色识别。典 型 应 用 湿敏传感器电阻式电容式两种电阻式电容式两种 基片上涂覆感湿材料形成感湿膜基片上涂覆感湿材料形成感湿膜基片

20、上涂覆感湿材料形成感湿膜基片上涂覆感湿材料形成感湿膜 遇水蒸气阻抗和介电常数发生变化遇水蒸气阻抗和介电常数发生变化遇水蒸气阻抗和介电常数发生变化遇水蒸气阻抗和介电常数发生变化 最高精度约最高精度约2%3%RH2%3%RH年漂移量约年漂移量约1%1%左右左右 对温度敏感对温度敏感40404040以上难以正常工作以上难以正常工作以上难以正常工作以上难以正常工作须在电路中加补偿（软件）须在电路中加补偿（软件）高分子湿敏材料施加直流电时会致高分子湿敏材料施加直流电时会致 其性能变劣，必须使用交流供电其性能变劣，必须使用交流供电超声传感器超声传感的声压能级、灵敏度在超声传感的声压能级、灵敏度在40kHz

21、40kHz时最大时最大脉冲电信号由压电陶瓷激励器和谐振片转换为机械振动，经锥形辐射脉冲电信号由压电陶瓷激励器和谐振片转换为机械振动，经锥形辐射器将超声振动向外发射器将超声振动向外发射接收器收到发射器传来的超声波后，内部谐振片谐振，通过声电转换接收器收到发射器传来的超声波后，内部谐振片谐振，通过声电转换成电脉冲成电脉冲压力传感器加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备备。加速度传感器角度传感器角度传感器能感受被测角度并转换成可用输出信号的传感能感受被测角度并转换成可用输出信号的传感器器。陀螺仪陀螺仪利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空利用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。测装置。激光测距仪激光测距仪Thanks！结束结束