【正文】 流的工作原理教學過程：工作原理： 金屬導體置于變化的磁場中，導體內(nèi)就有感應電流產(chǎn)生， 這種電流在金屬導體內(nèi)自行封閉，稱為渦電流。 電渦流式傳感器的應用；；c. 轉(zhuǎn)速測量。如果保持其中兩個參數(shù)不變，而僅改變其中一個參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，通過測量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。a．變間隙型電容傳感器變間隙式電容式傳感器 當傳感器的εr和S為常數(shù)，初始極距為d0時，初始電容量C0為若電容器極板間距離由初始值d0縮小了Δd，電容量增大了ΔC，則有 在式中，若Δd/d01時，則展成級數(shù)：此時C與Δd近似呈線性關(guān)系，所以變極距型電容式傳感器只有在Δd/d0很小時，才有近似的線性關(guān)系。但d0過小，容易引起電容器擊穿或短路。放置云母片的電容器云母片的相對介電常數(shù)是空氣的7倍，其擊穿電壓不小于1000 kV/mm，而空氣僅為3 kV/mm。 一般變極板間距離電容式傳感器的起始電容在20~100pF之間， 極板間距離在25~200μm 的范圍內(nèi)。 b．變面積式電容傳感器 被測量通過動極板移動引起兩極板有效覆蓋面積S改變，從而得到電容量的變化。電容相對變化量為 這種形式的傳感器其電容量C與水平位移Δx呈線性關(guān)系直線位移型電容傳感器原理圖 c．變介質(zhì)式電容式傳感器此時變換器電容值為： 電容式液位變換器結(jié)構(gòu)原理圖式中： C0——由變換器的基本尺寸決定的初始電容值, 即 可見：此變換器的電容增量正比于被測液位高度h。如圖所示?？梢娺\算放大器的輸出電壓與極板間距離d成線性關(guān)系。為保證儀器精度，還要求電源電壓Ui的幅值和固定電容C值穩(wěn)定。 二極管雙T交流電橋 當傳感器沒有輸入時，C1=C2。當e為負半周時，VD2導通、VD1截止，則電容C2充電，其等效電路如圖（c）所示；在隨后出現(xiàn)正半周時， C2通過電阻R2，負載電阻RL放電，流過RL的電流為I2 。 若傳感器輸入不為0，則C1≠C2, I1≠I2, 此時在一個周期內(nèi)通過RL上的平均電流不為零， 因此產(chǎn)生輸出電壓，輸出電壓在一個周期內(nèi)平均值為 式中, f為電源頻率。當電源電壓確定后，輸出電壓Uo是電容C1和C2的函數(shù)。 c．調(diào)頻電路把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分,當輸入量導致電容量發(fā)生變化時，振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。 ； ； ； 。它廣泛用來測量200℃~1300℃范圍內(nèi)的溫度，特殊情況下，可測至2800℃的高溫或4K的低溫。由于熱電偶將溫度轉(zhuǎn)化成電量進行檢測，使溫度的測量、控制、以及對溫度信號的放大，變換都很方便，適用于遠距離測量和自動控制。由兩種導體的組合并將溫度轉(zhuǎn)化為熱電動勢的傳感器叫做熱電偶。熱電動勢的大小與兩種導體材料的性質(zhì)及接點溫度有關(guān)。溫差電動勢:同一導體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種電動勢。電子擴散的速率與兩導體的電子密度有關(guān)并和接觸區(qū)的溫度成正比。這個電場阻礙了電子的擴散，達到動平衡時，在接觸區(qū)形成一個穩(wěn)定的電位差，即接觸電勢，其大小為式中，k——玻耳茲曼常數(shù)，k=1023J/K；e——電子電荷量，e＝1019 C；T——接觸處的溫度，K； NA，NB——分別為導體A和B的自由電子密度。由于溫度梯度的存在，改變了電子的能量分布，高溫（T）端電子將向低溫端（T0）擴散，致使高溫端因失去電子帶正電，低溫端因獲電子而帶負電。導體A和B組成的熱電偶閉合電路在兩個接點處有兩個接觸電勢eAB(T)與eAB(T0)，又因為T＞T0，在導體A和B中還各有一個溫差電勢。這就是熱電偶測量溫度的基本原理。2．熱電偶基本定律（1）中間導體定律在熱電偶回路中接入第三種材料的導體，只要其兩端的溫度相等，該導體的接入就不會影響熱電偶回路的總熱電動勢。在實際測溫電路中，必須有連接導線和顯示儀器，若把連接導線和顯示儀器看成第三種導體，只要他們的兩端溫度相同，則不影響總熱電動勢。（4）均質(zhì)導體定律由一種均質(zhì)導體組成的閉合回路，不論導體的橫截面積，長度以及溫度分布如何均不產(chǎn)生熱電動勢。3．熱電偶的材料與結(jié)構(gòu)（1）熱電偶的材料。國際電工委員會向世界各國推薦8種熱電偶作為標準化熱電偶，我國標準化熱電偶也有8種。（2）熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電偶：主要用于測量氣體、蒸氣和液體等介質(zhì)的溫度。薄膜熱電偶：用真空蒸鍍的方法，把熱電極材料蒸鍍在絕緣基板上而制成。4．熱電偶冷端的溫度補償根據(jù)熱電偶測溫原理，只有當熱電偶的參考端的溫度保持不變時，熱電動勢才是被測溫度的單值函數(shù)。但是在實際使用中，因熱電偶長度受到一定限制，參考端溫度直接受到被測介質(zhì)與環(huán)境溫度的影響，不僅難于保持0℃，而且往往是波動的，無法進行參考端溫度修正。它是利用霍爾元件基于霍爾效應原理而將被測量轉(zhuǎn)換成電動勢輸出的一種傳感器。例如，在測量技術(shù)中用于將位移、力、加速度等量轉(zhuǎn)換為電量的傳感器；在計算技術(shù)中用于作加、減、乘、除、開方、乘方以及微積分等運算的運算器等?；魻栃雽w薄片置于磁感應強度為B 的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當有電流I 流過薄片時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢EH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應?；魻栯妱軪H可表示為：EH=KH IBkH為靈敏度系數(shù)，與載流材料的物理性質(zhì)和幾何尺寸有關(guān)，表示在單位磁感應強度和單位控制電流時的霍爾電勢的大小。比較常用的霍爾元件有三種結(jié)構(gòu)：單端引出線型、臥式型和雙端引出線型。a．線性型霍爾集成電路是將霍爾元件和恒流源、線性差動放大器等做在一個芯片上，輸出電壓為伏級，比直接使用霍爾元件方便得多。b．開關(guān)型霍爾集成電路是將霍爾元件、穩(wěn)壓電路、放大器、施密特觸發(fā)器、OC門（集電極開路輸出門）等電路做在同一個芯片上。較典型的開關(guān)型霍爾器件如UGN3020等。利用這個關(guān)系可以使其中兩個量不變，將第三個量作為變量，或者固定其中一個量，其余兩個量都作為變量。(1)．電流的測量(2)．位移的測量(3)．角位移及轉(zhuǎn)速的測量(4)．運動位置的測量另外還有霍爾特斯拉計（高斯計）、霍爾傳感器用于測量磁場強度、霍爾轉(zhuǎn)速表、霍爾式接近開關(guān)等。這種現(xiàn)象稱壓電效應。有時人們把這種機械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象，稱為“正壓電效應”。具有壓電效應的材料稱為壓電材料。圖示為天然結(jié)構(gòu)的石英晶體外形，它是一個正六面體。 其中縱向軸z稱為光軸，經(jīng)過六面體棱線并垂直于光軸的x稱為電軸，與x和z軸同時垂直的軸y稱為機械軸。而沿光軸z方向的力作用時不產(chǎn)生壓電效應。材料內(nèi)部的晶粒有許多自發(fā)極化的電疇，它有一定的極化方向，從而存在電場。因此原始的壓電陶瓷呈中性，不具有壓電性質(zhì)。外電場愈強， 就有更多的電疇更完全地轉(zhuǎn)向外電場方向。2．新型壓電材料 新型壓電材料主要有有機壓電薄膜和壓電半導體等。同時，它也是一個電容器，晶體上聚集正負電荷的兩表面相當于電容的兩個極板，極板間物質(zhì)等效于一種介質(zhì)，則其電容量為 式中： A——壓電片的面積；  d——壓電片的厚度；  εr——壓電材料的相對介電常數(shù)。如圖（a）所示，電容器上的電壓Ua、電荷量q和電容量Ca三者關(guān)系為 壓電傳感器也可以等效為一個電荷源。 壓電元件的等效電路 （a）電壓源 （b）電荷源 壓電傳感器在實際使用時總要與測量儀器或測量電路相連接，因此還需考慮連接電纜的等效電容Cc，放大器的輸入電阻Ri ,輸入電容Ci以及壓電傳感器的泄漏電阻Ra。 壓電傳感器的實際等效電路 （a） 電壓源（b）電荷源 壓電傳感器本身的內(nèi)阻抗很高，而輸出能量較小，因此它的測量電路通常需要接入一個高輸入阻抗前置放大器。壓電傳感器的輸出可以是電壓信號，也可以是電荷信號，因此前置放大器也有兩種形式：電壓放大器和電荷放大器。 在圖（b）中，電阻R=RaRi/(Ra+Ri)，電容C=Cc+Ci，而ua=q/Ca，若壓電元件受正弦力f=Fm sinωt的作用，則其電壓為 式中： Um——壓電元件輸出電壓幅值，Um=dFm/Ca；  d——壓電系數(shù)。由于運算放大器輸入阻抗極高， 放大器輸入端幾乎沒有分流，故可略去Ra和Ri并聯(lián)電阻。 電荷放大器等效電路 a．壓電式測力傳感器主要由石英晶片、絕緣套、電極、上蓋及基座等組成。整個部件裝在外殼內(nèi)，并由螺栓加以固定。分為內(nèi)光電效應：光電管外光電效應：光敏電阻，光敏晶體管，光電池。光敏電阻：特性主要有：暗電阻，亮電阻，伏安特性，光電特性，光譜特性，響應時間，溫度特性等。光電池：