第七章 機械量的測量

第七章機械量的測量2023/9/61第1頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)位移的測量第二節(jié)轉(zhuǎn)速的測量第三節(jié)加速度的測量第七章機械量的測量2023/9/62第2頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)位移的測量常用位移傳感器的性能和特點（P121）2023/9/63第3頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電渦流效應演示

當電渦流線圈與金屬板的距離x減小時，電渦流線圈的等效電感L減小，等效電阻R增大。感抗XL的變化比R的變化大得多，流過電渦流線圈的電流i1增大。二、電渦流傳感器當金屬導體置于交變磁場或在磁場中運動時，在導體中會產(chǎn)生感生電流，這種電流在導體中自行閉合電渦流2023/9/64第4頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理:交變電流傳感器線圈被測導體交變磁場H1電渦流交變磁場H2參數(shù)變化(電感、阻抗、品質(zhì)因素等)輸出信號2023/9/65第5頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/66第6頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/67第7頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電渦流的應用

——在我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)?？梢杂龅礁蓛簟⒏咝У碾姶艩t2023/9/68第8頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月集膚效應集膚效應與激勵源頻率f、工件的電導率

、磁導率

等有關。頻率f越高，電渦流的滲透的深度就越淺，集膚效應越嚴重。

圖4-1是電渦流傳感器工作原理示意圖。當高頻（100kHz左右）信號源產(chǎn)生的高頻電壓施加到一個靠近金屬導體附近的電感線圈L1時，將產(chǎn)生高頻磁場H1。如被測導體置于該交變磁場范圍之內(nèi)時，被測導體就產(chǎn)生電渦流i2。i2在金屬導體的縱深方向并不是均勻分布的，而只集中在金屬導體的表面，這稱為集膚效應（也稱趨膚效應）。

2023/9/69第9頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2、等效阻抗分析

檢測深度與激勵源頻率有何關系？

電渦流線圈受電渦流影響時的等效阻抗Z的函數(shù)表達式為：

Z=R+jωL=f（ρ、

、x、ω、i1、r）

（7-6）

如果控制上式中的i1、f、

、

、r不變，電渦流線圈的阻抗Z就成為哪個非電量的單值函數(shù)？屬于接觸式測量還是非接觸式測量？

2023/9/610第10頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月等效阻抗與非電量的測量

檢測深度的控制：由于存在集膚效應，電渦流只能檢測導體表面的各種物理參數(shù)。改變f，可控制檢測深度。激勵源頻率一般設定在100kHz~1MHz。頻率越低，檢測深度越深。

間距x的測量：如果控制上式中的i1、f、

、

、r不變，電渦流線圈的阻抗Z就成為間距x的單值函數(shù)，這樣就成為非接觸地測量位移的傳感器。

多種用途：如果控制x、i1、f不變，就可以用來檢測與表面電導率ρ有關的表面溫度、表面裂紋等參數(shù)，或者用來檢測與材料磁導率

有關的材料型號、表面硬度等參數(shù)。

2023/9/611第11頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁爐內(nèi)部的勵磁線圈第12頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁爐的工作原理高頻電流通過勵磁線圈，產(chǎn)生交變磁場，在鐵質(zhì)鍋底會產(chǎn)生無數(shù)的電渦流，使鍋底自行發(fā)熱，燒開鍋內(nèi)的食物。2023/9/613第13頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電渦流傳感器結構及特性

電渦流探頭外形交變磁場高頻反射式、低頻投射式2023/9/614第14頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月高頻反射式電渦流探頭內(nèi)部結構

1—電渦流線圈2—探頭殼體3—殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋4—印制線路板5—夾持螺母6—電源指示燈7—閾值指示燈8—輸出屏蔽電纜線9—電纜插頭

2023/9/615第15頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月CZF-1系列傳感器的性能分析上表請得出結論：探頭的直徑與測量范圍及分辨力之間有何關系？

2023/9/616第16頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月低頻投射式2023/9/617第17頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月大直徑電渦流探雷器2023/9/618第18頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電渦流測量轉(zhuǎn)換電路（1）電橋電路2023/9/619第19頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電渦流測量轉(zhuǎn)換電路（2）諧振調(diào)幅式（AM）電路石英振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)頻、穩(wěn)幅高頻振蕩電壓(100kHz~1MHz）用于激勵電渦流線圈。金屬材料在高頻磁場中產(chǎn)生電渦流，引起電渦流線圈端電壓的衰減，再經(jīng)高放、檢波、低放電路，最終輸出的直流電壓Uo反映了金屬體對電渦流線圈的影響（例如兩者之間的距離等參數(shù)）。2023/9/620第20頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月部分常用材料對振蕩器振幅的衰減系數(shù)人的手、泥土或裝滿水的玻璃杯能對振蕩器的振幅產(chǎn)生明顯的衰減嗎？為什么？

2023/9/621第21頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）諧振調(diào)頻（FM）式電路(100kHz~1MHz）

當電渦流線圈與被測體的距離x改變時，電渦流線圈的電感量L也隨之改變，引起LC振蕩器的輸出頻率變化，此頻率可直接用計算機測量。如果要用模擬儀表進行顯示或記錄時，必須使用鑒頻器，將

f轉(zhuǎn)換為電壓

Uo。

2023/9/622第22頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）諧振調(diào)頻（FM）式電路(100kHz~1MHz）

2023/9/623第23頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月并聯(lián)諧振回路的諧振頻率設電渦流線圈的電感量L=0.8mH，微調(diào)電容C0=200pF，求振蕩器的頻率f。2023/9/624第24頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月鑒頻器特性

使用鑒頻器可以將

f轉(zhuǎn)換為電壓

Uo鑒頻器的輸出電壓與輸入頻率成正比機械工業(yè)出版社2023/9/625第25頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月鑒頻器在調(diào)頻式電路中的應用設電路參數(shù)如上頁，計算電渦流線圈未接近金屬時的鑒頻器輸出電壓Uo0；若電渦流線圈靠近金屬后，電渦流探頭的輸出頻率f上升為500kHz，

f為多少？輸出電壓Uo又為多少？2023/9/626第26頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/627第27頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電渦流傳感器應用位移檢測2023/9/628第28頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月電渦流傳感器應用厚度檢測2023/9/629第29頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、光柵傳感器1.光柵傳感器原理(莫爾條紋)

構成：疊合主光柵指示光柵夾角明暗相間條紋莫爾條紋移動條紋寬度：W-柵距，a-線寬，b-縫寬W=a+b，a=b=W/2

主光柵---標尺光柵，定光柵；指示光柵---動光柵第30頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月莫爾條紋特性：

方向性：垂直于角平分線→與光柵移動方向垂直同步性：光柵移動一個柵距→莫爾條紋移動一個間距放大性：夾角θ很小→B>>W→光學放大→提高靈敏度準確性：誤差平均效應→克服個別/局部誤差→提高精度三、光柵傳感器2023/9/631第31頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2.光柵傳感器特點

①精度高：測長±(0.2+2×10-6L)μm，測角±0.1″②量程大：透射式---光柵尺長（<1米），反射式--->幾十米③響應快：可用于動態(tài)測量④增量式：增量碼測量→計數(shù)斷電→數(shù)據(jù)消失⑤要求高：對環(huán)境要求高→溫度、濕度、灰塵、振動、移動精度⑥成本高：電路復雜2023/9/632第32頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3.光柵傳感器結構1–主光柵尺（定光柵）2–指示光柵（動光柵）3–光電元件4–透鏡5–光源透射式結構：反射式結構：光源→指示光柵→透射→主光柵→光電元件光源→主光柵→反射→指示光柵→光電元件2023/9/633第33頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月4.代表性產(chǎn)品：德國Heidenhain（海德漢）：封閉式：量程3000mm，分辨力0.1m開放式：量程1440mm，分辨力0.01m開放式：量程270mm分辨力1nm三、光柵傳感器2023/9/634第34頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月英國Renishaw（雷尼紹）：量程：任意分辨力：0.1m0.01m中國長春光機所：量程：1000mm分辨力：0.01m精度：2

m三、光柵傳感器2023/9/635第35頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月四、角度及角位移檢測（補充）1、絕對碼光電編碼器原理：平行光源→碼盤→光電元件→電信號輸出碼盤：光學玻璃，透光/不透光→照相腐蝕要求：分度準確（工藝）、明暗交替邊緣陡峭（工藝、材質(zhì)）光源：LED→光學系統(tǒng)→平行光→投影精確光電元件：硅光電池，光電晶體管滯后→響應速度碼道：位數(shù)→每個碼道對應一個光電元件→分辨率角度分辨率：α=360o/2nn-碼道數(shù)（位數(shù)）組成：光源、碼盤、光電元件增加碼道、增大碼盤尺寸→有限提高精度光學細分→附加碼道2023/9/636第36頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月測量電路：編碼碼制：十進制碼---0123456789二進制碼---00000001001000110100格雷碼---循環(huán)碼：相鄰兩數(shù)只有一位不同每次只有一位變化→轉(zhuǎn)換放大→足夠電平，驅(qū)動整形→接近理想方波細分→提高分辨率（光學+電路）多位碼同時動作→同步誤差→錯碼讀數(shù)直觀，不易電路處理直觀，易于后續(xù)電路和計算機處理四、角度及角位移檢測（補充）2023/9/637第37頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月角度位置二進制碼十進制碼格雷碼0.022.545.067.590.0112.5135.0157.5180.0202.5225.0247.5270.0292.5315.0337.5ABCDEFGHIJKLMNOp0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111012345678910111213141500000001001100100110011101010100110011011111111010101011100110004位絕對碼光電編碼器碼制2023/9/638第38頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：摩擦輪編碼器小范圍絕對位置測量---角度、直線位置小范圍位移、速度檢測結構簡單、精度高、分辨率高，可靠性好，應用：例：直線→旋轉(zhuǎn)<360o直接數(shù)字量輸出---數(shù)字傳感器，絕對碼---絕對角位置傳感器測量范圍有限（360o），速度不高（最高幾千轉(zhuǎn)/分），怕振動---丟數(shù)連接---彈性連軸結四、角度及角位移檢測（補充）2023/9/639第39頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2、增量碼光電編碼器結構：與絕對編碼器類似碼道：最外---增量碼道：透光扇形區(qū)→分辨率中間---辨向碼道：錯開半個扇形區(qū)最內(nèi)---零位碼道：透光狹縫→基準脈沖應用：相對位置測量---角度、直線位置，位移、速度測量特點：結構簡單、精度高、分辨率高，可靠性好，脈沖數(shù)字輸出，測量范圍無限速度不高（最高幾千轉(zhuǎn)/分）怕振動---丟數(shù)2023/9/640第40頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3、圓光柵傳感器光柵工作原理：莫爾條紋技術類型：(1)直線莫爾條紋：條紋---直線(2)圓型莫爾條紋：條紋---圓型RENISHAW圓光柵：角度分辨率為0.01″系統(tǒng)精度為±0.7″(a)徑向光柵---圓弧形莫爾條紋光柵：兩塊，徑向刻線，柵距角相同，偏心疊合條紋寬度不是定值，隨位置不同而不同。在位于偏心的垂直位置上，條紋近似垂直于柵線，稱橫向莫爾條紋在沿著偏心方向上，條紋近似地平行于柵線，稱縱向莫爾條紋其他位置上上，稱為斜向莫爾條紋條紋：在不同區(qū)域柵線的交角不同，不同曲率半徑圓弧2023/9/641第41頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光柵：兩塊完全相同，環(huán)形刻線，偏心疊合，(b)切向光柵---環(huán)形莫爾條紋光柵：兩塊，切向刻線，切向相同，柵距角相同，基圓半徑不同，柵線面相對同心疊合，條紋：是以光柵中心為圓心的同心圓簇，寬度也不是定值，隨位置不同而不同。特點：具有全光柵平均效應，用于高精度角度測量和分度。(c)環(huán)形光柵---輻射形莫爾條紋條紋：近似直線并成輻射方向，稱為輻射形莫爾條紋。

四、角度及角位移檢測（補充）2023/9/642第42頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月五、激光測距2、激光測距傳感器(1)激光測距特點：測量距離可達幾公里甚至幾十公里（主要手段）(2)激光測距方法：飛行時間法、相位差法(a)飛行時間法：被測距離:c---光速t---往返飛行時間(b)相位差法：被測距離:c-光速f0-脈沖頻率

-相位差激光器被測目標原理：激光器發(fā)出單個激光脈沖原理：激光器發(fā)出連續(xù)激光脈沖激光器被測目標特點：對時間測量精度要求高，適于測量超長距離（地球-月球：分辨力達到1m）特點：測量精度高，測量范圍大（短距離–超長距離）

（相機自動調(diào)焦）2023/9/643第43頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月范圍：0.2~300m分辨力：3mm德國俫卡手持式：范圍：0.2~200m分辨力：0.2mm美國bushwell單目軍用范圍：1000m分辨力：1m2023/9/644第44頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月六、超聲測距傳感器超聲測距原理：被測距離:c---聲速t---往返飛行時間應用：適于大目標、近距離、一般精度測距手持測距儀---盲人導盲汽車倒車雷達---汽車安全工業(yè)應用---超聲測量液位、物位特點：超聲波束發(fā)散，測量范圍小波束聚焦困難，測量精度低測量目標不能太?。怀筋^被測目標超聲波傳感器（超聲波探頭），是實現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換的裝置（超聲換能器）這種裝置能夠發(fā)射超聲波，同時還可以接收超聲回波，并轉(zhuǎn)換成電信號。2023/9/645第45頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)轉(zhuǎn)速的測量

一、概述1.常用速度傳感器性能和特點（P130）二、光電式傳感器1.光電效應外光電效應內(nèi)光電效應光電導效應光生伏特效應2023/9/646第46頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電效應及光電元件

用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為hf的光子的轟擊，組成這物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應電效應的物理現(xiàn)象稱為光電效應。外光電效應：在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應，基于外光電效應的光電元件有紫外光電管、光電倍增管、光電攝像管等。

2023/9/647第47頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電效應及光電元件

內(nèi)光電效應：半導體材料受到光照時，其中處于價帶的電子吸收光子能量，通過禁帶躍入導帶，使導帶內(nèi)電子濃度和價帶內(nèi)空穴增多，即激發(fā)出光生電子－空穴對。內(nèi)光電效應按工作原理可分為：光電導效應和光生伏特效應?；诠怆妼墓怆娫泄饷綦娮琛⒐饷舳O管、光敏三極管等?；诠馍匦墓怆娫泄怆姵?。

2023/9/648第48頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月紫外管外形當入射紫外線照射在紫外管陰極板上時，電子克服金屬表面對它的束縛而逸出金屬表面，形成電子發(fā)射。紫外管多用于紫外線測量、火焰監(jiān)測等。

紫外線2023/9/649第49頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏電阻

當光敏電阻受到光照時，阻值減小。2023/9/650第50頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏電阻演示

當光敏電阻受到光照時，光生電子—空穴對增加，阻值減小，電流增大。暗電流（越小越好）光敏電阻光照特性P133圖7-19(a)2023/9/651第51頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏二極管

將光敏二極管的PN結設置在透明管殼頂部的正下方，光照射到光敏二極管的PN結時，電子-空穴對數(shù)量增加，光電流與照度成正比。2023/9/652第52頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏二極管外形

光敏二極管陣列包含1024個InGaAs元件的線性光電二極管陣列，可用于分光鏡。2023/9/653第53頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外發(fā)射、接收對管外形

紅外發(fā)射管紅外接收管光敏二極管光照特性P133圖7-19（b）2023/9/654第54頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月PIN光電二極管

PIN光電二極管是在P區(qū)和N區(qū)之間插入一層電阻率很大的I層，從而減小了PN結的電容，提高了工作頻率。PIN光敏二極管的工作電壓（反向偏置電壓）高，光電轉(zhuǎn)換效率高，暗電流小，其靈敏度比普通的光敏二極管高得多，響應頻率可達數(shù)十兆赫，可用作各種數(shù)字與模擬光纖傳輸系統(tǒng)，各種家電遙控器的接收管（紅外波段）、UHF頻帶小信號開關、中波頻帶到1000MHZ之間電流控制、可變衰減器、各種通信設備收發(fā)天線的高頻功率開關切換和RF領域的高速開關等。特殊結構的PIN二極管還可用于測量紫外線或射線等。2023/9/655第55頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月APD光敏二極管（雪崩光敏二極管）硅雪崩光電二極管是可見光和近紅外探測器，它具有高響應度，高信噪比，高響應速度等特點，可廣泛應用于微光信號檢測、長距離光纖通信、激光測距、激光制導等光電信息傳輸和光電對抗系統(tǒng)。2023/9/656第56頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月GD3250系列硅雪崩光電二極管的特性參數(shù)

參數(shù)單位GD3250-AGD3250-BGD3250-C光敏面直徑mm0.20.50.8工作電壓V100~150100~150150~250暗電流nA≤15≤25≤35響應度V/w606060上升時間ns≤1≤3≤4噪聲等效功率Pw/Hz1/20.050.070.09結電容pF≤1≤1.5≤2使用溫度范圍℃-20~+40-20~+40-20~+40封裝形式

TO型

光纖型TO型TO型2023/9/657第57頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏二極管的反向偏置接法

在沒有光照時，由于二極管反向偏置，所以反向電流很小，這時的電流稱為暗電流，相當于普通二極管的反向飽和漏電流。當光照射在二極管的PN結（又稱耗盡層）上時，在PN結附近產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)量也隨之增加，光電流也相應增大，光電流與照度成正比。

2023/9/658第58頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏二極管的反向偏置接線（參考上頁圖）及光電特性演示

在沒有光照時，由于二極管反向偏置，反向電流（暗電流）很小。

當光照增加時，光電流IΦ與光照度成正比關系。

光敏二極管的反向偏置接法UO+—光照2023/9/659第59頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏三極管

光敏三極管有兩個PN結。與普通三極管相似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的基極沒有引出線，只有正負（c、e）兩個引腳，所以其外型與光敏二極管相似，從外觀上很難區(qū)別。2023/9/660第60頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏三極管外形

2023/9/661第61頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏三極管內(nèi)部結構

a)

內(nèi)部組成b)管芯結構c）結構簡化圖1—集電極引腳2—管芯3—外殼4—玻璃聚光鏡5—發(fā)射極引腳6—N+襯底7—N型集電區(qū)8—SiO2保護圈9—集電結10—P型基區(qū)11—N型發(fā)射區(qū)12—發(fā)射結

2023/9/662第62頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月硅光敏晶體管的光譜特性

電磁波頻譜2023/9/663第63頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電特性

0光照光電流光敏三極管光敏二極管3000lx4mA請判斷靈敏度的高低0.3mA請計算當E=100lx時，光敏二極管的光電流IΦ

IΦE2023/9/664第64頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏晶閘管光敏晶閘管有三個引出電極，即陽極a、陰極k和門極g。它的頂部有一個玻璃透鏡，光敏晶閘管的陽極與負載串聯(lián)后接電源正極，陰極接電源負極，門極可懸空。當有一定照度的光信號通過玻璃窗口照射到正向阻斷的PN結上時，將產(chǎn)生門極電流，從而使光敏晶閘管從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷顟B(tài)。導通后，即使光照消失，光敏晶閘管仍維持導通。要切斷已觸發(fā)導通的光敏晶閘管，必須使陽極與陰極的電壓反向，或使負載電流小于其維持電流。光敏晶閘管的特點是：導通電流比光敏三極管大得多，工作電壓有的可達數(shù)百伏，因此輸出功率大，可用于工業(yè)自動檢測控制。2023/9/665第65頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光敏晶閘管外形光敏面2023/9/666第66頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月基于光生伏特效應的光電元件

——光電池在N型襯底上制造一薄層P型層作為光照敏感面，就構成最簡單的光電池。當入射光子的能量足夠大時，P型區(qū)每吸收一個光子就產(chǎn)生一對光生電子—空穴對，光生電子—空穴對的的擴散運動使電子通過漂移運動被拉到N型區(qū)，空穴留在P區(qū)，所以N區(qū)帶負電，P區(qū)帶正電。如果光照是連續(xù)的，經(jīng)短暫的時間，PN結兩側就有一個穩(wěn)定的光生電動勢輸出。

2023/9/667第67頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電池外形光敏面2023/9/668第68頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月能提供較大電流的大面積光電池外形2023/9/669第69頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電池的光電特性

一個典型的硅光電池的光電特性1—開路電壓曲線2—短路電流曲線

開路電壓為對數(shù)特性短路電流為線性特性2023/9/670第70頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月其他光電池及在照度測量中的應用柔光罩下面為圓形光電池2023/9/671第71頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電池在動力方面的應用太陽能賽車太陽能電動機模型太陽能硅光電池板2023/9/672第72頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電池在動力方面的應用（續(xù)）太陽能發(fā)電2023/9/673第73頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月光電池在動力方面的應用（續(xù)）光電池在人造衛(wèi)星上的應用2023/9/674第74頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2.光電器件特性光照特性光譜特性相應時間溫度特性伏安特性3.光電傳感器模擬式：輻射式、吸收式、反射式、遮光式開關式（脈沖式）2023/9/675第75頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字式光電轉(zhuǎn)速計P135圖7-222023/9/676第76頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月半導體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。

磁感應強度B為零時的情況cdab霍爾傳感器2023/9/677第77頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月磁感應強度B較大時的情況作用在半導體薄片上的磁場強度B越強，霍爾電勢也就越高。霍爾電勢EH可用下式表示：

EH=KHIB2023/9/678第78頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月霍爾效應演示當磁場垂直于薄片時，電子受到洛侖茲力的作用，向內(nèi)側偏移，在半導體薄片c、d方向的端面之間建立起霍爾電勢。cdab2023/9/679第79頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月磁場不垂直于霍爾元件時的霍爾電動勢

若磁感應強度B不垂直于霍爾元件，而是與其法線成某一角度

時，實際上作用于霍爾元件上的有效磁感應強度是其法線方向（與薄片垂直的方向）的分量，即Bcos

，這時的霍爾電勢為

EH=KHIBcos

結論