【正文】 KPPKIKKIBKUPU PBHHHH ???的關(guān)系：與被測(cè)壓力 霍爾式壓力傳感器結(jié)鉤原理圖及磁鋼外形 110 霍爾傳感器應(yīng)用 111 112 113 2022/5/24 114 ? 霍爾傳感器是一種磁敏感元件，利用霍爾效應(yīng)工作?；魻? 效應(yīng)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與通過(guò)的控制電流以及垂直于霍爾元件的磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。 ? 霍爾元件的技術(shù)指標(biāo)中最重要的是： 不等位電勢(shì)和不等位電阻。若將霍爾元件視為電橋，則可采用橋臂上并聯(lián)電阻的方式進(jìn)行不等位電勢(shì)的補(bǔ)償。 ? 利用霍爾傳感器可以測(cè)量最終能夠轉(zhuǎn)換成電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理量。實(shí)際應(yīng)用中，常利用霍爾集成電路測(cè)量位移、磁場(chǎng)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)速以及電流、電壓。 小 結(jié) BIkU HHH ?115 超聲波及其特性 波動(dòng) （ 簡(jiǎn)稱波 ） ：振動(dòng)在彈性介質(zhì)內(nèi)的傳播 聲波：其頻率在 16~2 104 Hz之間 ， 能為人耳所聞的機(jī)械波 次聲波：低于 16 Hz的機(jī)械波 超聲波：高于 2 104 Hz的機(jī)械波 微波：頻率在 3 108~3 1011 Hz之間的波 超聲波傳感器 116 聲波的頻率界限圖 117 超聲波及其特性 超聲波的反射和折射 21si nsi ncc???2. 反射與折射 118 超聲波及其特性 聲波在介質(zhì)中傳播時(shí) ， 隨著傳播距離的增加 ， 能量逐漸衰減 。 其聲壓和聲強(qiáng)的衰減規(guī)律滿足以下函數(shù)關(guān)系： xx eII ?20 ??xx ePP ??? 0式中 : xP 、 xI —— 聲波在距聲源 x處的聲壓和聲強(qiáng)； 0P、 0I—— 聲波在聲源處的聲壓和聲強(qiáng)； x?—— 聲波與聲源間的距離； —— 衰減系數(shù)。 3. 聲波的衰減 119 壓電式超聲波傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)原理來(lái)工作的。 ?壓電式超聲波發(fā)生器 是利用 逆壓電效應(yīng) 的原理將高頻電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波。當(dāng)外加交變電壓的頻率等于壓電材料的固有頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生共振，此時(shí)產(chǎn)生的超聲波最強(qiáng)。 ?壓電式超聲波接收器 是利用 正壓電效應(yīng) 原理進(jìn)行工作的。當(dāng)超聲波作用到壓電晶片上時(shí)引起晶片伸縮，在晶片的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生極性相反的電荷，這些電荷被轉(zhuǎn)換成電壓經(jīng)放大后送到測(cè)量電路，最后記錄或顯示出來(lái)。 120 超聲波傳感器應(yīng)用 ? 1. 超聲波探傷 BFTFB高頻發(fā)生器接收放大工件探頭缺陷121 超聲波傳感器應(yīng)用 圖 460 超聲波測(cè)量流量 122 超聲波傳感器應(yīng)用 1/ sinc o sDtcv??? ?2/ s inc o sDtcv??? ?21 22 c o sDt t t vc?? ? ? ?22 c o scvtD ???當(dāng) A為發(fā)射探頭， B為接收探頭，此時(shí)為順流傳播，超聲波傳播速度為 c+vcosθ ,于是其傳播時(shí)間 t1為 （ 435） 當(dāng) B為發(fā)射探頭， A為接收探頭，此時(shí)為逆流傳播，超聲波傳播速度為 cvcosθ ,于是其傳播時(shí)間 t2為 （ 436） 則時(shí)間差為 (437) 則流體的平均速度為 (438) 可見(jiàn)，流體速度正比于時(shí)間差，也就是流體的流量正比于時(shí)間差。因此測(cè)出時(shí)間差，就測(cè)出了流量。 123 超聲波傳感器應(yīng)用 ?3. 超聲波測(cè)量液位 ?（ 1）定點(diǎn)式液位測(cè)量 探頭 探頭H124 超聲波傳感器應(yīng)用 ? 圖 462所示為 連續(xù)式液位測(cè)量 (脈沖回波式測(cè)量液位 )的工作原理圖。探頭發(fā)出的超聲脈沖通過(guò)介質(zhì)到達(dá)液面，經(jīng)液面反射后又被探頭接收。測(cè)量發(fā)射與接收超聲脈沖的時(shí)間間隔和介質(zhì)中的傳播速度，即可求出探頭與液面之間的距離。根據(jù)傳聲方式和使用探頭數(shù)量的不同，可以分為單探頭液介式 〔 圖 (a)〕 ；單探頭氣介式〔 圖 (b)〕 ；單探頭固介式 〔 圖 (c)〕 ；雙探頭液介式 〔 圖 (d)〕 等數(shù)種。 125 超聲波傳感器應(yīng)用 圖 462 連續(xù)式液位測(cè)量 126 超聲波傳感器應(yīng)用 超聲波檢測(cè)厚度的方法有 共振法 、 干涉法 、 脈沖回波法 等。圖 463所示為脈沖回波法檢測(cè)厚度的工作原理 圖 463 聲波測(cè)厚工作原理圖 127 位移檢測(cè)傳感器性能比較 傳感器 類型 測(cè)量范圍 mm 靈敏度 線性度 ％ 精度 ％ 分辨率 工作溫度 ℃ 頻率響應(yīng) kHz 特點(diǎn) 應(yīng)變片 0～ 100 177。 ～ 1μm 體積小、重量輕、成本低、分辨率高。熱穩(wěn)定性差、非線性大、阻值及靈敏度系數(shù)分散度大 電感式 差動(dòng)電感 2022 ～ 1 ～ 1 μm 線性度好、精度高、量程寬、分辨率高。有殘余電壓、線性度誤差隨量程增大而變差 變磁路氣隙 ～ 1～ 3 1～ 3 1μm 靈敏度高。量程小、線性范圍小、制作和裝配較困難 差動(dòng)變壓器 1～ 1000 ～2mV/μm ～ ～ 1 μm 40～ 120 0～ 2 精度高、分辨率高、穩(wěn)定性好、溫度特性好、量程寬、抗干擾能力強(qiáng)。有殘余電壓、不適合于高頻動(dòng)態(tài)測(cè)量 電渦流 ～ 250 ～ 80 mV/μm ～ 3 ～ 3 ～ 10μm 15～ 80 0～ 150 非接觸測(cè)量、測(cè)量范圍寬、靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、不受油污等介質(zhì)影響。被測(cè)對(duì)象的材料不同，靈敏度發(fā)生變化 電容式 變面積 0～ 700 200～ 1000 mV/mm ～ ～ ～ μm 50～ 80 ～ 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分辨率高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、可非接觸測(cè)量、可在惡劣環(huán)境條件下工作、適宜于測(cè)量小震動(dòng)位移。變面積式靈敏度低、易受溫度影響；變極距的靈敏度高，但輸出非線性大 變極距 0～ 10 1 ～ ～ 霍爾片 ～ 5 10～ 15 mV/mm 177。 （ ～ 2） 1μm 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)。但對(duì)溫度敏感 光柵 30～ 1000 ～ ～ 10μm 精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 超聲式 數(shù)毫米到數(shù)萬(wàn)米 ～ 1 單探頭式盲區(qū)大，雙探頭式盲區(qū)小