半导体材料的噪音计
由于电子浓度下降而出现等量的正电荷（＋）从而形成霍尔电场EH由于EH存在电子除受到洛仑兹力FL作用，还要受到霍尔效应产生的电场力FH作用。电力品质分析仪形成霍尔电场B＋ ＋ ＋ ＋ ＋I+++++++++FHFLEHIIBv电场力FH与洛伦兹力FL相平衡。半导体两个侧面形成霍尔电压UHUH∝IB当I保持不变时，通过测量UH得到B电子恢复直线运动IB＋ ＋ ＋ ＋ ＋+++++++++＋－UHFHFLEHIIBv薄片的垂直方向施加磁场，电子除了做定向运动外，还在洛伦兹力的作用下向薄片的一个侧面偏转，从而形成霍尔电势。实测表明：金属中的霍尔电势非常弱，实用的霍尔元件通常采用半导体材料制成。B不变，UH和I线性关系。ISN金属片＋－BSNI160140120100806040200UH/μVI/A 123456控制电流包含霍尔元件的集成电路磁传感器填补了传统实验器材的空白，也为我提供了探索的工具。直导线电流的磁场导线下边SN霍尔元件的测试面导线磁力线导线磁力线导线旁边导线上边导线下边导线旁边导线上边1串联10Ω保护噪音计。2传感器不要长时间滞留在通电的螺线管内，以免损坏器件。10ΩU＜6V霍尔元件通电后会发热?实验中使用的学生电源，其电压输出必须稳定，如果出现电压波动，其图线会出现异常。电池测试器4超声波接收 超声波发射红外线发射 红外线接收超声波接收器 发射器红外线超声波到达，停止计时超声波接收器 发射器红外线t1红外线接收器 发射器超声波t2红外线到达，开始计时同时发射＝ 距离S超声波的速度时间差t2t1超声波红外线S压电晶片 压电晶片压电晶片是一种压电式传感元件，既可以将机械能转换为电能，又可以将电能转换为机械能。发射器 接收器某种晶体在外力作用下，不仅会产生形变，还会产生电极化现象，光通量计晶体的表面有电荷出现，从而形成电场。当外力消失后，表面又恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。压电效应包括逆压电效应和正压电效应。逆压电效应正压电效应（电致伸缩效应）＋－＋－伸长压缩 电压 电压如果对晶体施加交变电压，晶体就会产生振动，这样就将电振荡转变为机械振动，当频率适当时便产生超声波。这就是超声波发射器的工作原理。逆压电效应）可折叠、可卷曲、可印刷的薄膜扬声器F2＋－F2F1＋－F1晶体 晶体当晶体受到压力F1时，晶体的表面产生上正、下负的电荷；而当晶体受到拉力F2时，晶体的表面产生上负、下正的电荷。超声波）对晶体周期性地施加F1和F2其表面就会产生正、负交变的电场。这就是超声波接收器的工作原理。按压瞬间释放瞬间保持压力压电陶瓷片的图形符号压电材料只能测量瞬时信号当施加正向压力时，压电晶体产生上正下负的电荷；当力消失时，压电晶体反弹，产生上负下正的电荷。当动态力变为静态力时，电荷由于表面漏电而消失，因此只适用于动态测量，不适用于静态测量。极化方向（电极）振动方向交流电振动方向极化方向压电陶瓷变压器广泛用于液晶显示屏背光电源、负离子（臭氧）发生器、静电喷涂、警用电击器等需要高电压小电流的领域。交流电多层压电陶瓷变压器3583mm交流电交流电在变压器的驱动部份施加交变电压，由于逆压电效应，变压器产生长度方向上的伸缩振动，输入的电能转换成机械能；振动波沿变压器纵向传递到发电部份，通过正压电效应，机械能转换成电能，输出端输出交变电压。漏电电流钩表能量转换过程：电能—机械能—电能以单层压电陶瓷变压器为例：照相机镜头环形超声波电机微形超声波电机转子定子转子运动方向行进波的行进方向定子表面质点的运动轨迹压电陶瓷产生超声波，带动定子振动，并在定子表面产生沿环而行的行进波”从而利用摩擦力带动转子作反方向的旋转。5家用电器中应用最多的温度传感器，常用的有以下几种：电热油汀电烤箱电热锅电火锅电熨斗①双金属片可调温控器温度降低后，需要手动才能接通电路。电热水壶双金属片达到一定温度时，由于形变而产生瞬间跳动，通过传动机构，迅速断开电路。饮水机双金属片温控器内部的双金属片达到设定温度时，自动断开电路；当温度低于设定温度时，自动接通电路，从而保持温度的恒定。电热水瓶冷藏箱电冰箱冷冻箱保鲜柜液体感温剂（氯甲烷）数字家电利用微控制器进行智能化控制。与之配套的各种传感器，包括热敏噪音计、热敏晶体管等也在家用电器中扮演着重要角色。热敏噪音计分类：?负温度系数NTC用于测温、补偿?正温度系数PTC用于特定温度的检测和控制?临界温度CP用于特定温度的检测和控制电冰箱的控制器电压力锅 电脑型微波炉电脑型电饭锅发热电器的恒温控制：刚通电时，PTC元件的噪音计小，电流大，快速升温。温度超过居里点后，噪音计陡然增大，类似于关闭电源；当温度下降后，印表机PTC噪音计下降…自动恒温。PTC热敏噪音计既是加热器又是传感器，起到感温和控温的两种作用。陶瓷暖风机居里温度开关噪音计工作范围PTC电蚊香温度传感器中的热噪音计由铂金属制成。传感器的金属管内充满导热硅脂，欧姆表便于外界温度通过金属管传递到铂噪音计。铂噪音计热噪音计分为纯金属噪音计和半导体热敏噪音计两大类。材 料 铂 铜温度范围 200650℃ 50150℃噪音计率 0.0981~0.1060.017温度系数 3.92~3.984.25~4.28性 能 性能稳定、精度高、重复性好近似线性线性、低温测量体积大、热惯性大温度系数越大，灵敏度越高。噪音计率大，相同灵敏度下可减小噪音计体的尺寸，减小热惯性。铜铂50607080204060801000t℃RΩ2004006008001000120014001600204060801000t℃RΩ铂噪音计PT1000气体压强与温度的关系pT压强与温度的拟合图线P-T压强值滞后温度值滞后?加温?都选择，初始平衡时4臂阻值都相等的等臂电桥，即。因为等臂电桥的电桥灵敏度最大。此时，4-161R2R3R4R 4433221132410RRRRRRRRRRRRRRRRUU 432132414321022RRRRRRRRRRRRRRRUU 一般情况下，很小，即 略去上式中的高阶微量。将四个噪音计应变片接入直流电桥中构成应变电桥。设这四个应变片的型号相同，粘贴处的应变分别为 因应变噪音计的变化 故应变电桥的输出电压近似为，得到4-17将 代入上式得（4-18iR 4321 iiRR ,电子发生偏转IBBIFLvBvFLII该侧面上形成负电荷的积累（另一侧面。,,,4321 iiRR 44432211004RRRRRRRRUUU4,3,2,1, iKRRiii 4321004 KUUU①当 时，输出电压与应变呈线性关系；网路缆线测试器②由于温度引起的噪音计变化是相同的因此，如果噪音计传感器接在电桥的相邻两臂，温度引起的噪音计变化将相互抵消，其影响将减小或消除；③被测非电量若使两噪音计传感器的噪音计变化符号相同，则应将这两噪音计传感器接在电桥的相对两臂，但是这只能提高电桥输出电压，并不能减小温度变化的影响和非线性误差。④被测非电量若使两噪音计传感器的噪音计变化符号相反，则应将这两噪音计传感器接在电桥的相邻两臂，即构成差动电桥，这既能提高电桥输出电压，又能减小温度变化的影响和非线性误差。iRR ⑤当仅桥臂AB单臂工作时，输出电压为（4-19⑥当假定 不成立时，按线性关系刻度的仪表用来测量此种情况下的应变，必然带来非线性误差在测量应变的电桥中，也可将应变片串联或并联起来接入测量桥臂。 KURRUU440 iRR 4.2.3噪音计应变式传感器一、应变式传感器的基本组成应变式传感器的组成有二种：一种是直接将应变片粘贴在被测量的受力构件上；另一种是将应变片粘贴在弹性元件上，由弹性元件将被测物理量（如力、压力、加速度等）转换为应变。所以，应变式传感器的基本组成部件包括：应变片、测量电桥、弹性元件以及一些附件（如壳体、联接装置等）二、噪音计应变式力传感器1圆柱式力传感器图4-12柱式力传感器2梁式力传感器①等强度梁弹性元件图4-13等强度悬臂梁②等截面梁弹性元件图4-14等截面悬臂梁图半导体材料受到应力作用时，其噪音计率会发生变化，这种现象称为“压阻效应”半导体材料的噪音计相对变化为 sKERR 21压阻式传感器的优点⑴灵敏度非常高，有时传感器的输出不需放大可直接用于测量；⑵分辨力高，例如，测量压力时可测出的微压；⑶测量元件的有效面积可做得很小，绝缘测试器故频率响应高；⑷可测量低频加速度与直线加速度。⑸无须粘贴，便于传感器的集成化压阻式传感器的最大缺点是易受温度影响，温度误差较大。 |
您的位置：