非電量測量技術(shù)第五章磁電式傳感器授課人：蘇鐵健單位：材料學(xué)院第五章磁電式傳感器重點掌握：磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)霍爾傳感器的原理及結(jié)構(gòu)

第五章磁電式傳感器回顧

RCL電阻式電容式電感式電參數(shù)型VSN第五章磁電式傳感器磁電式傳感器熱電式傳感器壓電式傳感器光電式傳感器

VNS電量型傳感器第五章磁電式傳感器NVNSSNS

磁電感應(yīng)式傳感器電磁流量計霍爾傳感器-第五章磁電式傳感器回顧：洛倫茲力定律SN-qBVF=qv×BBF++F1.點擊正電荷2.點擊負電荷N+--5.1磁電感應(yīng)式傳感器工作原理：

法拉第電磁感應(yīng)定律：

導(dǎo)體做切割磁力線運動會感生電動勢；閉合導(dǎo)體回路中磁通量發(fā)生變化時，導(dǎo)體中會出現(xiàn)感生電壓并產(chǎn)生感應(yīng)電流。感生電勢e=-BlvBS-+VFmE-FmFe1.點擊左邊磁鐵，指示磁場2.點擊空白處，指示導(dǎo)體運動方向及自由電子洛倫茨力方向；3.點擊導(dǎo)體；點擊負電荷（自由電子）。第五章磁電式傳感器NVNSSNS

磁電感應(yīng)式傳感器電磁流量計霍爾傳感器線速度型動圈式傳感器：結(jié)構(gòu)示意圖

5.1磁電感應(yīng)式傳感器:線速度型SN磁軛極掌磁鐵，軟鐵，線圈提供磁場閉合的磁路產(chǎn)生電動勢氣隙磁鐵極掌磁軛氣隙線速度型動圈式傳感器：工作原理示意圖

5.1磁電感應(yīng)式傳感器:線速度型-BSFV---N1.點擊空白處，指示線圈向下運動；2.點擊空白處；指示洛倫茨力方向；3.點擊線圈，指示自由電子運動方向。NS動圈式(線速度型)動鐵式(線速度型)動銜鐵式SNe=-BlNv基本結(jié)構(gòu)：磁鐵，軟鐵，線圈NS1.左圖，點擊線圈，指示線圈運動；2.中圖，點擊磁鐵；指示磁鐵運動；3.右圖，點擊圖，點擊銜鐵。5.1磁電感應(yīng)式傳感器:線速度型實物圖例振動傳感器：機械振動——心電圖動圈式話筒角速度型動圈式傳感器：工作原理示意圖5.1磁電感應(yīng)式傳感器:角速度型SNSN1.點擊左邊磁鐵，出現(xiàn)磁力線；2.點擊線圈骨架，線圈轉(zhuǎn)動。角速度型動圈式傳感器實物圖例測速電機5.1磁電感應(yīng)式傳感器:角速度型NSSNe=-NBAωV5.1磁電感應(yīng)式傳感器:角速度型動鐵式傳感器（角速度型）

：渦輪流量計工作原理作業(yè)1：描繪角速度型動鐵式和動銜鐵式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖5.1磁電感應(yīng)式傳感器:角速度型渦輪流量計實物圖例法蘭連接式螺紋連接式氣體流量計第五章磁電式傳感器NVNSSNS

磁電感應(yīng)式傳感器電磁流量計霍爾傳感器1.點擊中圖，出現(xiàn)電磁流量計N+5.2電磁流量計——工作原理感生電勢e=Blv單位時間的流量=vSBS-V-+FmFm-+FeFeE1.點擊左邊磁鐵，出現(xiàn)磁力線；2.點擊管壁頂部的負電荷，指示電場力Fe逐漸增加直至與洛倫茨力平衡，電荷不再偏聚，管壁上下建立穩(wěn)定的電勢差5.2電磁流量計——電磁血流表VNS作業(yè)2：為什么直流磁場的電磁流量計不能測量電解質(zhì)溶液的流量？快門1.點擊血流表，指示內(nèi)部的電磁鐵5.2電磁流量計——實物照片第五章磁電式傳感器NVNSSNS

磁電感應(yīng)式傳感器電磁流量計霍爾傳感器1.點擊右圖，出現(xiàn)霍爾傳感器5.3霍爾傳感器——工作原理-+IBUH--Fm-FeE1.點擊空白處，指示控制電流；2.點擊空白處；指示加上磁場，運動電子受到洛倫茨力；3.點擊前端正電荷符號，指示電場力逐漸增加直至與洛倫茨力平衡，后續(xù)的運動電子不再偏聚。-霍爾效應(yīng)的數(shù)學(xué)描述+IBUHρ電阻率,μ載流子遷移率（單位電場作用下載流子的運動速度）,RH霍爾系數(shù),B磁感應(yīng)強度,I控制電流d5.3霍爾傳感器——工作原理-+-+5.3霍爾傳感器應(yīng)用——位移傳感器VSNSNSNVNSB位移1.點擊空白處，B-F關(guān)系曲線出現(xiàn)；2.點擊霍爾片，霍爾片移動。SNNSB位移B霍爾電壓5.3霍爾傳感器——溫度傳感器1.點擊溫度表，溫度上升，金屬片伸長，霍爾片位移，雙金屬片5.3霍爾傳感器——溫度傳感器螺線型雙金屬片5.3霍爾傳感器——溫度傳感器SNNS螺旋型雙金屬片——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)5.3霍爾傳感器——溫度傳感器1.點擊空白處，再點擊溫度表SNNS螺旋型雙金屬片——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)5.3霍爾傳感器——溫度傳感器5.3霍爾傳感器——溫度傳感器NSNS橢圓或扁圓中空橫截面V溫包1.點擊C形管NSNS5.3霍爾傳感器——力傳感器彈性懸臂梁V5.3霍爾傳感器——加速度傳感器彈性懸臂梁VNNSSMMNSNS5.3霍爾傳感器——氣體壓力傳感器波紋管杠桿V1.點擊波紋管。5.3霍爾傳感器——轉(zhuǎn)速傳感器V軸向磁極式徑向磁極式遮斷式軸向磁極式5.3霍爾傳感器——轉(zhuǎn)速傳感器V徑向磁極式徑向磁極式遮斷式軸向磁極式5.3霍爾傳感器——轉(zhuǎn)速傳感器V遮斷式N徑向磁極式遮斷式軸向磁極式SNSN鐵磁性材料將增強磁場反鐵磁性材料將削弱磁場軟鐵調(diào)制盤V5.3霍爾傳感器——流量傳感器徑向磁極式渦輪渦輪5.3霍爾傳感器——流量傳感器V遮斷式N5.3霍爾傳感器——電流計I5.3霍爾傳感器——電流計缺口圓環(huán)（軟磁材料）霍爾片5.3霍爾傳感器1.工作原理：霍爾效應(yīng)2.應(yīng)用：3.霍爾片材料4.霍爾片結(jié)構(gòu)圖5.霍爾片主要技術(shù)指標6.霍爾元件特性曲線7.溫度對霍爾元件影響8.不等電位勢的幾種補償線路

5.3霍爾傳感器——霍爾片材料N型硅Si，N型鍺Ge，銻化銦（InSb）、砷化銦（InAs）、砷化鎵（GaAs）等。-+IBUHd霍爾元件常用非導(dǎo)磁金屬和環(huán)氧樹脂封裝而成.控制電極霍爾電極5.3霍爾傳感器——霍爾片結(jié)構(gòu)圖額定控制電流IC和最大控制電流Icm

乘積靈敏度KH

輸入電阻Ri和輸出電阻Ro

不等位電勢UM和不等位電阻RM

霍爾電勢溫度系數(shù)a.5.3霍爾傳感器——主要技術(shù)指標靈敏度KH

：指元件在單位磁感應(yīng)強度和單位控制電流下所得到的開路霍爾電壓。輸入電阻Ri：指元件的兩控制極之間的等效電阻。額定控制電流IC和最大控制電流Icm

：前者指霍爾片正常工作時控制電極間的電流。5.3霍爾傳感器——主要技術(shù)指標輸出電阻Ro

：指兩個霍爾電極之間的等效電阻。不等位電勢UM

：在額定控制電流作用下，無外加磁場時，由于材料電阻率的不均勻，兩個電極不在同一等位面上，霍爾元件的厚度不均勻等原因，在兩霍爾電極之間的空載電勢。不等位電阻RM：不等位電勢與額定控制電流之比。5.3霍爾傳感器——主要技術(shù)指標5.3霍爾傳感器——不等電位勢的幾種補償線路第五章磁電式傳感器NVNSSNS

磁電感應(yīng)式傳感器電磁流量計霍爾傳感器習題1.描繪角速度型動鐵式和動銜鐵式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。2.電磁流量計工作原理是什么?3.為什么直流磁場的電磁流量計不能測量電解質(zhì)溶液的流量4.闡述霍爾效應(yīng)與磁阻效應(yīng)