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文檔簡介

SMTPCBA測(cè)試與維修培訓(xùn)資料電子及傳感器基礎(chǔ)知識(shí)、元器件基礎(chǔ)知識(shí)序言:PCBA維修原則:1、首先,要確認(rèn)不良現(xiàn)象,排除誤判誤測(cè),不良現(xiàn)象要有可反復(fù)性;2、第二,要對(duì)外觀進(jìn)行復(fù)檢,及時(shí)發(fā)現(xiàn)與否存在有錯(cuò)料,少料,多料等簡樸的外觀不良;3、第三,要找出維修記錄或維修速查表,針對(duì)對(duì)應(yīng)電子元件作檢查。確認(rèn)不良元件時(shí)可以與良品交替互換或從電路板上拆除后單獨(dú)測(cè)量;4、第四,要找出PCBA功能的原理圖,對(duì)攝影應(yīng)電路模塊作檢查,測(cè)量有關(guān)元件與否存在不良;5、第五,假如是批量性不良,或以上措施無法維修的不良,也許是設(shè)計(jì)缺陷。1、電子基礎(chǔ)知識(shí)電路的基本原理:電流,電壓,電阻,電荷電流是電荷在導(dǎo)線內(nèi)流動(dòng)的現(xiàn)象,電流的測(cè)量單位是安培(A)。電荷分為正電荷和負(fù)電荷二種。物質(zhì)中的電子帶有負(fù)電荷;而質(zhì)子帶有正電荷。電荷在導(dǎo)線內(nèi)會(huì)由高電位的地方流向低電位的地方。電位的高下便形成了電位差,我們稱為電壓。電壓愈大,流動(dòng)的電流便愈大,電壓的測(cè)量單位是伏特(V)。電流流動(dòng)時(shí)會(huì)碰到阻力,就是電阻。每種物質(zhì)均有電阻值,優(yōu)良的導(dǎo)體如銅、白金等,它們的電阻很小,電流很輕易通過。電阻很大,大到電流無法通過的物質(zhì)就是絕緣體,而介于導(dǎo)體和絕緣體之間就是半導(dǎo)體。電阻的測(cè)量單位是歐姆(Ω)。電流是指電線中電子流動(dòng)的相反方向,也就是質(zhì)子流動(dòng)的方向,一般以I表達(dá),其單位為安培A(Ampere)。直流電的電流方向固定由正極流向負(fù)極,并不會(huì)隨時(shí)間而變化;而交流電的電流流向則會(huì)不停地交替變化,例如企業(yè)用電的電流便是每秒正負(fù)極交替變換50次的交流電,稱為50赫茲(Hz)。而在臺(tái)灣地區(qū)交流電的頻率為60Hz。電壓是指能使電在電線中流動(dòng)的力量,一般以E表達(dá),其單位為伏特V(Volt),電流一般都是從高電壓流向低電壓,一般電源電位較高的一端以"+"號(hào)表達(dá),而電位較低的一端則以"_"表達(dá)。電池、水銀電池等,電壓包括1.5V、3V、9V等,而家庭用電電壓在臺(tái)灣、美國日本為交流110V;在大陸為220V;歐州為240V。電阻是指阻擋電流在電線流動(dòng)的阻力,一般以R表達(dá),其單位為歐姆,任何物體都具有電阻,如同水流一般,物體的電阻大小隨材質(zhì)、長度、大小而異。電阻值大到不能導(dǎo)電的物質(zhì)稱為「絕緣體」,如塑料、木材等。電阻會(huì)消耗能量,消耗的能量一般以熱的形式展現(xiàn),因此傳播材料的電阻值愈低愈好,因此一般電線便采用導(dǎo)電性佳的銅線,為了減低能源的消耗,「低溫超導(dǎo)體」已成為新興的科技了。電路符號(hào)示例電路是由多種不一樣的組件構(gòu)成,其互相關(guān)系一般使用電路圖描述,而電路圖的每個(gè)基本組件均使用電路符號(hào)表達(dá)。下圖是摘取ATA(1866)一部分電路圖為例。如下圖:電路的基本概念一般電路包括電源、傳導(dǎo)體、負(fù)載,而能工作的電路必須是「回路」,亦即電流能自電源繞行電路一周再回到原點(diǎn),反之假如回路有缺口,導(dǎo)致電流無法流通,便稱為「斷路」或「開路」。假如電路回路之一沒有負(fù)載,則稱為「短路」,此時(shí)由于回路只有導(dǎo)線上非常小的電阻值,因此電源會(huì)因阻力小而產(chǎn)生大電流,這些電流便被接在導(dǎo)線上以熱能的方式消耗,導(dǎo)致電線燃燒,這便是常導(dǎo)致火災(zāi)的電線走火,用電應(yīng)當(dāng)小心防止。從某種程度上來說,沒有絕對(duì)的絕緣體或?qū)w。必須形成回路才會(huì)有電流產(chǎn)生,電路的作用是通過電流來形成能量轉(zhuǎn)換即功率的。歐姆定律這個(gè)定律是電學(xué)最基本的定律。德國物理學(xué)家歐姆發(fā)現(xiàn)了電流、電壓、電阻三者之間的關(guān)系,這便是歐姆定律R=V/I,電阻等于電壓除以電流。例如:將一種12V的電源接上6歐姆的電阻時(shí),將會(huì)產(chǎn)生2A的大電流。串并聯(lián)電路串聯(lián)是將電路組件一種接一種串接起來,而并聯(lián)則是將組件的相似端連接起來。我一般維修用的原理圖就是一種大的串并聯(lián)電路。一般我們可以用所實(shí)現(xiàn)的功能將大的電路圖提成多種小塊電路圖,不良品分析中常常用到。認(rèn)識(shí)基本電子組件在原理圖中的符號(hào)常見電學(xué)單位轉(zhuǎn)換電阻:1M?=1000K?=1000,000?=1000,000,000m?電流:1A=1000mA=1000,000uA電壓:1KV=1000V=1000,1000mV電感:1H=1000mH=1000,000uH電容:1F=1000mF=1000,1000uF=1000,000,000nF=1000,000,000,000pF2、電子元器件知識(shí)學(xué)習(xí)和掌握常用元器件的性能、用途、質(zhì)量鑒別措施,對(duì)功能維修是一項(xiàng)基本技能。電阻、電容、電感、二極管、三極管、集成電路等都是電子電路常用的器件。電阻電阻是用電阻率較大的材料(碳或鎳鉻合金等)制成。它在電路中起著限流、分壓的作用。(一)電阻的分類電阻在電子產(chǎn)品中是必不可少、使用最多的元器件。它的種類諸多,常見的有下列幾種分類。1、按阻值可否調(diào)整分有固定電阻、可變電阻兩大類。固定電阻是指電阻值不能調(diào)整的電阻;可變電阻是指阻值在某個(gè)范圍內(nèi)可調(diào)整的電阻,如電位器。2、按制造材料分有線繞電阻、非線繞電阻。3、按用途分有通用型、高阻型、高壓型、高頻無感型。除以上三種分類措施以外,尚有按構(gòu)造形狀及引出線進(jìn)行分類。(二)部分電阻外形及圖形符號(hào)1、電阻外形:2、圖形符號(hào):

三、電阻的重要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱阻值、容許誤差和額定功率是固定電阻的重要參數(shù)。電阻標(biāo)有的電阻數(shù)值,這就是電阻的阻值標(biāo)稱值。電阻標(biāo)稱值往往和它的實(shí)際值不完全相符,實(shí)際值和標(biāo)稱值的差值除以標(biāo)稱值所得的百分?jǐn)?shù),就是電阻的誤差,它反應(yīng)了電阻的精密程度。下表為常用電阻的誤差等級(jí)。容許誤差±0.5%

±1%

±2%±5%

±10%

±20%級(jí)

別005

01

02Ⅰ

Ⅲ類

型精密型一般型

額定功率是指電阻長時(shí)間正常工作下能承受最大功率。額定功率較大的電阻,一般都將額定功率直接印在電阻上。額定功率較小的電阻,可以由它的幾何尺寸和表面面積來決定(四)電阻重要技術(shù)參數(shù)的標(biāo)志措施電阻的標(biāo)稱阻值和誤差一般都標(biāo)在電阻上,標(biāo)志措施有如下幾種。1、直標(biāo)法直標(biāo)法是用數(shù)字和文字符號(hào)在電阻上直接標(biāo)出重要參數(shù)的標(biāo)志措施.如:電阻值為5.1KΩ,誤差為±5%。若電阻上未標(biāo)注誤差,則均為±20%。2、文字符號(hào)法文字符號(hào)法是用數(shù)字和文字符號(hào)或兩者有規(guī)律的組合,在電阻上標(biāo)志出重要參數(shù)的標(biāo)志措施。詳細(xì)措施為:阻值的整數(shù)部分寫在阻值單位標(biāo)志符號(hào)的前面,阻值的小數(shù)部分寫在阻值單位標(biāo)志符號(hào)的背面。貼片電阻一般以歐姆為單位,如104,表達(dá)10背面4個(gè)0,應(yīng)為100K歐。3、色標(biāo)法

色標(biāo)法是按規(guī)定的顏色在電阻上標(biāo)志重要參數(shù)的標(biāo)志措施。詳細(xì)規(guī)定參見下表:顏色有效數(shù)字乘數(shù)容許誤差%棕色1101±1紅色2102±2橙色3103黃色4104綠色5105±0.5藍(lán)色6106±0.25紫色7107±0.1灰色8108白色9109黑色0100銀色10-2±10金色10-1±5一般用在色環(huán)電阻上,如四環(huán)電阻、五環(huán)電阻4、數(shù)碼表達(dá)法是在電阻上用三位數(shù)碼表達(dá)標(biāo)稱值的標(biāo)志措施。數(shù)碼從左至右,第一、二位為有效值,第三位為乘數(shù),即零的個(gè)數(shù),單位為Ω。誤差一般采用文字符號(hào)J(±5%)、K(±10%)表達(dá)。(五)電阻的好壞鑒別目測(cè)可以看出引線折斷或電阻體燒壞等外表故障;用萬用表歐姆檔或其他專用測(cè)試儀器可測(cè)試電阻內(nèi)部與否良好及阻值與否正常。

電容一、電容的分類1、按電容量可否變化分固定式及可變式兩大類2、按介質(zhì)分有空氣介質(zhì)電容、油浸電容及固體介質(zhì)(云母、紙介、陶瓷、薄膜等)電容。3、按極性分有極性電容和無極性電容二、部分電容外形及圖形符號(hào)1、電容外形2、圖形符號(hào):

三、電容的重要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱容量、容許誤差、額定電壓、絕緣電阻、漏電流、損耗因數(shù)及時(shí)間常數(shù)均為電容的重要技術(shù)參數(shù)。1、電容的標(biāo)稱容量及容許誤差的基本含義與電阻同樣。電容的基本單位為F(法拉),即在1V電壓下電容所能儲(chǔ)存的電量為1庫倫,其容量即為1F。用F作單位在應(yīng)用中往往太大,因此常用毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)。其關(guān)系如下:1F=103mF1mF=103μF1μF=103nF1nF=103pF2、額定電壓額定電壓一般也稱作耐壓,是指在容許的環(huán)境溫度范圍內(nèi),電容長時(shí)間正常工作施加的最大電壓有效值。電容的額定電壓一般是指直流工作電壓。3、絕緣電阻及漏電流

電容介質(zhì)不也許絕對(duì)不導(dǎo)電,當(dāng)電容加上直流電壓時(shí),電容會(huì)有漏電流產(chǎn)生。若漏電流太大,電容就會(huì)發(fā)熱損壞。除電解電容外,其他電容的漏電流是極小的,故用絕緣電阻參數(shù)來表達(dá)其絕緣性能;而電解電容因漏電較大,故用漏電流表達(dá)其絕緣性能(與容量成正比)。4、損耗因數(shù)

電容的損耗因數(shù)指有功損耗與無功損耗功率之比。一般電容在電場(chǎng)作用下,其儲(chǔ)存或傳遞的一部份電能會(huì)因介質(zhì)漏電及極化作用而變?yōu)橛泻Φ臒崮?,這部分發(fā)熱消耗的能量就是電容的損耗,顯然損耗越大,發(fā)熱也越嚴(yán)重。四、電容參數(shù)的標(biāo)志措施電容的標(biāo)稱容量及容許誤差一般標(biāo)在電容上,其措施可分為如下幾種。1、直標(biāo)法直標(biāo)法是將電容的標(biāo)稱容量及容許誤差直接標(biāo)在電容上的標(biāo)志措施。2、文字符號(hào)法標(biāo)稱容量的整數(shù)部分一般寫在容量單位標(biāo)志符號(hào)的前面,小數(shù)部分寫在容量單位標(biāo)志符號(hào)的背面。如3.3μF標(biāo)為3μ3,2.2pF標(biāo)為2p2。3、數(shù)碼表達(dá)法電容的數(shù)碼表達(dá)法與電阻的相似。但電容數(shù)碼表達(dá)法中,其單位為pF。如0.1μF標(biāo)為104。四、電容的用途

電容的基本功能是儲(chǔ)存電荷,它在電子電氣電路中使用十分廣泛,重要用用交流耦合、隔離直流、濾波、交流或脈沖旁路及選頻等。重要是通過充放電的過程實(shí)現(xiàn)其功能。

電感

電感也叫電感線圈,是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理制成的,電感在電路中起著阻流、變壓、傳送信號(hào)等作用。一、電感的分類

電感的種類諸多,并且分類原則也不一樣樣,一般按電感量變化狀況分為固定電感、可變電感、微調(diào)電感等;按電感線圈芯性質(zhì)又可分為空芯電感、磁芯電感、銅芯電感等;按繞制特點(diǎn)可分為單層電感、多層電感、蜂房電感等。二、部分電感外形及圖形符號(hào)1、電感外形

2、電感圖形符號(hào)

三、電感的重要技術(shù)參數(shù)1、電感量L

電感量L

也稱為自感系數(shù),是表達(dá)電感元件自感應(yīng)能力的一種物理量。當(dāng)通過一種線圈的磁通發(fā)生變化時(shí),線圈中便會(huì)產(chǎn)生電勢(shì),這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。所產(chǎn)生的電勢(shì)稱感應(yīng)電勢(shì),電勢(shì)大小正比于磁通變化的速度和線圈匝數(shù)。電感量的基本單位為H(亨),實(shí)際應(yīng)有中尚有毫亨(mH),微亨(μH),其換算關(guān)系如下:1H=103mH=106μH。2、感抗XL

感抗在電感元件參數(shù)表上一般查不到,但它與電感量、品質(zhì)因數(shù)Q等參數(shù)親密有關(guān),由于電感線圈的自感電勢(shì)總是制止線圈中電流變化,故線圈對(duì)交流電有阻力作用,阻力大小就用感抗XL表達(dá)。XL與線圈電感量L和交流電頻率?成正比,計(jì)算公式為:XL=2π?L。(式中XL單位為Ω,?單位為HZ,L單位為H)不難看出,線圈通過低頻電流時(shí)XL小,通過直流電時(shí)XL為零,此時(shí)僅線圈的直流電阻起阻力作用(電感線圈的直流電阻很小,可近似短路)。通過高頻電流時(shí)XL很大,若L也大,則可看作開路。3、品質(zhì)原因

品質(zhì)原因也稱作Q值或優(yōu)值,即線圈在一定頻率的交流電壓下工作時(shí)感抗和等效損耗電阻之比。4、直流電阻

即電感受線圈自身的直流電阻,可用萬用表直接測(cè)得。5、額定電流

指電感長時(shí)間正常工作容許通過電感元件的最大直流電流值。四、電感的標(biāo)志措施電感的標(biāo)志措施與電阻、電容的標(biāo)志措施相似,有直標(biāo)法、文字符號(hào)法和色標(biāo)法。常用的固定電感過去多彩色碼標(biāo)志法,統(tǒng)稱為色碼電感。目前我國生產(chǎn)的固定電感有的采用色碼標(biāo)志法,有的在電感上直接標(biāo)出數(shù)值,即直標(biāo)法。在某些電子機(jī)器中,如電視機(jī),廣泛使用的是固定電感。它是將銅線繞在磁芯上。然后再用環(huán)氧樹脂或塑料封裝起來,這種電感的特點(diǎn)是體積小,重量輕、構(gòu)造牢固、使用以便。五、電感的作用

基本作用:濾波、振蕩、延遲、陷波等

形象說法:“通直流,阻交流”

細(xì)化講解:在電子線路中,電感線圈對(duì)交流有限流作用,它與電阻器或電容器能構(gòu)成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等;變壓器可以進(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。

由感抗XL=2πfL知,電感L越大,頻率f越高,感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比,還與電流變化速度△i/△t

成正比

變壓器

將兩個(gè)線圈靠近放在一起,當(dāng)一種線圈線中的電流變化時(shí),穿過另一線圈的磁通會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化,從而使該線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電勢(shì),這就是互感現(xiàn)象。變壓器就是根據(jù)互感原理制成的。一、變壓器的分類變壓器按線圈之間耦合材料分,有空芯變壓器、磁芯變壓器、鐵芯變壓器。按工作頻率分,有高頻變壓器、中頻變壓器、低頻變壓器、脈沖變壓器。如收音機(jī)的磁性天線,它是高頻變壓器;在收音機(jī)的中頻放大級(jí),用的是中頻變壓器,俗稱“中周”;低頻變壓器種類較多,有電源變壓器、輸入變壓器等;電視機(jī)的行輸出變壓器,也稱“高壓包”,它是一種脈沖變壓器。二、變壓器圖形符號(hào)

三、變壓器重要技術(shù)參數(shù)變壓比、額定功率、溫升、效率、空載電流、絕緣電阻均為變壓器的重要技術(shù)參數(shù)。1、變壓比n

變壓比n是指變壓器初級(jí)電壓U1與次級(jí)電壓U2的比值,或初級(jí)線圈匝數(shù)N1與次級(jí)線圈匝數(shù)N2的比值。2、額定功率P

指在規(guī)定的頻率和電壓中變壓器能長時(shí)間工作而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。額定功率的容量單位用VA(伏安)表達(dá)。

3、溫升

指變壓器在滿負(fù)荷工作時(shí)線圈溫度上升后的穩(wěn)定值與工作環(huán)境溫度的差值,溫升是影響變壓器絕緣性能的原因之一。4、效率η

指變壓器輸出功率與輸入功率的比值。PO為變壓器的輸出功率,PI為變壓器的輸入功率。由于在電路中存在損耗的緣故,變壓器的效率總是不不小于100%。5、空載電流

次級(jí)負(fù)載為零(開路)時(shí),初級(jí)中仍有一定的電流,這部分電流叫空載電流。6、絕緣電阻

變壓器各繞組間,繞組與鐵心之間并不是理想的絕緣。當(dāng)外加電壓時(shí),會(huì)有漏電流存在,這是由于變壓器存在絕緣電阻所致。絕緣電阻越大漏電流越小;變壓器的絕緣電阻過低,也許會(huì)使儀器和設(shè)備機(jī)殼帶電,導(dǎo)致對(duì)儀器、設(shè)備或人身危害。四、變壓器的用途變壓器在電路中電壓變換、電流變換、傳遞功率、阻抗匹配、或阻抗變換等用途,下面只簡樸簡介電壓變換及阻抗匹配。電壓變換一般我們把接電源的線圈稱作初級(jí)線圈或原邊線圈,把在互感作用下產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的線圈稱作次級(jí)線圈或副邊線圈,一種變壓器一般只有一種初級(jí)線圈,但次級(jí)線圈可有一種或多種。左圖初、次級(jí)線圈均為一種,N1為初級(jí)線圈匝數(shù),N2為次級(jí)線圈匝數(shù),RL為負(fù)載;U1為初級(jí)線圈交流電壓,U2為次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電壓,那么由此可見,次級(jí)電壓與初級(jí)線圈匝數(shù)成反比關(guān)系。即N1>N2時(shí),U2<U1,這是一種降壓變壓器;當(dāng)N1<N2時(shí),U2>U1,這是一種升壓變壓器。若變壓器有多種次級(jí)線圈,則每個(gè)次級(jí)線圈與初級(jí)線圈的匝數(shù)比均也許不一樣,因此一種變壓器可以同步存在升壓和降壓的也許。2、阻抗匹配在電子線路的信號(hào)源和負(fù)載阻抗不匹配時(shí),需用匹配元件或電路插在兩者之間以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配,變壓器的阻抗變換功能便在此發(fā)揮作用。如左圖所示,變壓器的次級(jí)線圈負(fù)載為RL,次級(jí)線圈的等效負(fù)載阻抗即從變壓器A、B端看進(jìn)去的等效阻抗為RL',等效阻抗RL'與變壓比、負(fù)載的關(guān)系為:RL'=n2×RL。繼電器繼電器是自動(dòng)控制電路中常用的電子元件,它是用較小的電流來控制較大電流的自動(dòng)開關(guān),在電路中起著自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)整、安全保護(hù)等作用。一、繼電器的分類

繼電器的種類諸多,常用的有電磁式和干簧式,一般將繼電器分為直流、交流、舌簧及時(shí)間繼電器四種。二、重要技術(shù)參數(shù)1、額定工作電壓或額定工作電流

這是指繼電器正常工作時(shí)線圈需要的電壓或電流值。2、吸合電壓或電流

指繼電器可以產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電壓或電流。在一般狀況下吸合電壓為額定工作電壓的75%左右。3、釋放電壓或電流

繼電器線圈兩端的電壓減小到一定數(shù)值時(shí),繼電器就從吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)換到釋放狀態(tài)。4、接點(diǎn)負(fù)荷

指接點(diǎn)的負(fù)載能力。如繼電器接點(diǎn)負(fù)載是DC28V/10A或AC220V/5A,它表達(dá)這種繼電器的接點(diǎn)在工作時(shí)的電壓和電流值不應(yīng)超過該值,否則會(huì)使接點(diǎn)損壞。三、干簧管繼電器

干簧管全稱“干式舌簧開關(guān)管”,是由兩片導(dǎo)磁又導(dǎo)電的材料做成的簧片平行地封入充有惰性氣體(如氮?dú)?、氦氣等)的玻璃管中?gòu)成開關(guān)元件,重疊并留有一定間隙以構(gòu)成接點(diǎn)。干簧管的工作原理為:當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管或者由繞在干簧管上的線圈通電后形成磁場(chǎng)使簧片磁化時(shí),簧片的接點(diǎn)部分就被磁化感應(yīng)出極性相反的磁極,如下圖所示,異名的磁極互相吸引,當(dāng)吸引的磁力超過簧片的彈力時(shí),接點(diǎn)就會(huì)吸合;當(dāng)磁力減小到一定值時(shí),接點(diǎn)又會(huì)被簧片的彈力彈開。

干簧管有如下幾種優(yōu)缺陷:①接點(diǎn)與大氣隔絕,管內(nèi)又充有惰性氣體,這樣就大大減少了接點(diǎn)在開、閉過程中由于接點(diǎn)火花而引起的接點(diǎn)氧化和碳化。并防止外界有機(jī)蒸氣和灰塵等雜質(zhì)對(duì)接點(diǎn)的侵蝕。②簧片細(xì)而短,有較高的固有頻率,提高了接點(diǎn)的通斷速度,其開關(guān)速度要比一般的電磁繼電器快5~10倍③體積小,重量輕。④其缺陷是開關(guān)容量小,接點(diǎn)易產(chǎn)生抖動(dòng)以及接點(diǎn)接觸電阻大。

二極管

要真正認(rèn)識(shí)二極管,必須先理解什么是半導(dǎo)體。導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì),稱為半導(dǎo)體。例如,鍺(Ge-32)、硅(Si-14)、硒(Se-34)及金屬的氧化物。硅或鍺等半導(dǎo)體材料被制成單晶時(shí),其原子排列就變成非常整潔的晶體構(gòu)造,這種純單晶半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。本征半導(dǎo)體雖然有自由電子和空穴兩種載流子,但由于數(shù)量很少,導(dǎo)電能力仍然很低。假如在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),其導(dǎo)電能力將大大地提高。由于摻入的雜質(zhì)不一樣,這種摻雜半導(dǎo)體可分為N型和P型半導(dǎo)體兩大類:一類是在硅或鍺的晶體中摻入少許五價(jià)元素,如磷(P-15),半導(dǎo)體中自由電子數(shù)遠(yuǎn)不小于空穴數(shù),即自由電子成為“多數(shù)載流子”。而空穴成為“少數(shù)載流子”。也就是說這種雜質(zhì)半導(dǎo)體以自由電子導(dǎo)電為主,因此稱為N型(電子型)半導(dǎo)體。另一類是在硅或鍺的晶體中摻入少許的三價(jià)元素,如硼(B-5),半導(dǎo)體中空穴數(shù)遠(yuǎn)不小于電子數(shù),即空穴成為“多數(shù)載流子”。而電子成為“少數(shù)載流子”。也就是說這種雜質(zhì)半導(dǎo)體以空穴導(dǎo)電為主,因此稱為P型(空穴型)半導(dǎo)體。在一塊完整的晶片上,用不一樣的摻雜工藝使晶體的一邊形成P型半導(dǎo)體,另一邊形成N型半導(dǎo)體,那么在兩者的交界處就會(huì)形成PN結(jié)。PN結(jié)是構(gòu)成二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。當(dāng)PN結(jié)兩端加正向電壓(即P側(cè)接電源的正極,N側(cè)接電源的負(fù)極),此時(shí)PN結(jié)展現(xiàn)的電阻很低,正向電流大(PN結(jié)處在導(dǎo)通狀態(tài));當(dāng)PN結(jié)兩端加反向電壓(即P側(cè)接電源的負(fù)極,N側(cè)接電源的正極),此時(shí)PN結(jié)展現(xiàn)很高的電阻,反向電流微弱(PN結(jié)處在截止?fàn)顟B(tài)),這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦远O管是由一種PN結(jié),加上引線、接觸電極和管殼而構(gòu)成。一、二極管的分類1、按用途分

有整流二極管、穩(wěn)壓二極管、檢波二極管、發(fā)光二極管、開關(guān)二極管、光電二極管等。2、按制造材料分

有鍺二極管、硅二極管、砷化鎵二極管等。3、按制造工藝分

有點(diǎn)接觸二極管和面接觸二極管兩種。4、按工作原理分

有變?nèi)荻O管、雪崩二極管、齊納二極管等。二、部分二極管外形及圖形符號(hào)1、二極管外形2、二極管圖形符號(hào)三、整流二極管1、伏安特性:指加在二極管兩端的電壓與流過二極管的電流關(guān)系曲線,這個(gè)曲線可分為正向特性和反向特性兩個(gè)部分。正向特性

當(dāng)二極管加上正向電壓時(shí),便有正向電流通過。但正向電壓很低時(shí),外電場(chǎng)還不能克服PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)對(duì)多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)所形成的阻力,此時(shí)正向電流很小,二極管展現(xiàn)很大的電阻。當(dāng)正向電壓超過一定數(shù)值(硅管約0.5V,鍺管約0.3)后,二極管電阻變得很小,電流增長很快。這個(gè)電壓往往稱死區(qū)電壓或閥門電壓。反向特性

二極管加上反向電壓時(shí),由于少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng),形成很小的反向電流,反向電流有兩個(gè)特性:一是隨溫度的增長而增長很快;二是在反向電壓不超過一定范圍時(shí),反向電流不隨反向電壓變化而到達(dá)飽和,故這個(gè)電流IBO稱為反向飽和電流。當(dāng)加在二極管兩端電壓抵達(dá)一定值時(shí),反向電流急劇增大,二極管失去單向?qū)щ娦?,這種現(xiàn)象稱為電擊穿,這個(gè)電壓稱為反向擊穿電壓。二極管因電擊穿而導(dǎo)致管子損壞是永久性的。2、重要參數(shù)最大整流電流IOM最大整流電流是指二極管可以容許通過的最大正向平均電流值。當(dāng)電流超過這個(gè)容許值時(shí),二極管會(huì)因過熱而燒壞。反向擊穿電壓URB與最高反向工作電壓URMURB是指二極管反向擊穿時(shí)的電壓值,擊穿后其反向電流劇增,二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?。一般手?cè)上給出的最高反向工作URM電壓約為反向擊穿電壓的二分之一或三分之二,以保證二極管安全運(yùn)行。最大反向電流IRMIRM指在二極管上加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流值。IRM愈小,則管子的單向?qū)щ娦阅苡谩?、整流二極管的應(yīng)用

運(yùn)用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為單向脈動(dòng)直流電的電路,稱為整流電路。此時(shí)的二極管可當(dāng)作開關(guān)元件,即所謂理想二極管。四、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體硅二極管,由于它在電路中能起穩(wěn)定電壓的作用,故稱穩(wěn)壓管.其外形與一般二極管類似,但其伏安特性不一樣于一般二極管就在于它的反向特性很陡.所示。穩(wěn)壓管是工作在反向擊穿區(qū),當(dāng)反向電壓在擊穿電壓UZ范圍內(nèi)變化時(shí),反向電流很微弱,當(dāng)反向電壓增大到擊穿電壓UZ時(shí),穩(wěn)壓管反向擊穿,反向電流忽然劇增,此后電流雖然在很大范圍內(nèi)變化,但穩(wěn)壓管兩端的電壓變化很小,運(yùn)用這一特性,穩(wěn)壓管在電路中起到穩(wěn)壓作用,但穩(wěn)壓管與一般二極管不一樣,它的反向擊穿是可逆的,就是說去掉反向電壓之后,穩(wěn)壓管又恢復(fù)正常,但假如反向電流超過容許范圍,穩(wěn)壓管會(huì)發(fā)生熱擊穿而損壞。五、發(fā)光二極管發(fā)光二極管是采用磷化鎵或磷砷化鎵等半導(dǎo)體材料制成的,以直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌l(fā)光器件。與一般二極管同樣也由PN構(gòu)導(dǎo)致,同樣具有單向?qū)щ娦?,但發(fā)光二極管不是用它的單向?qū)щ娦?,而是讓它發(fā)光作指示(顯示)器件。發(fā)光二極管以功耗低、體積小、響應(yīng)速度快、抗震動(dòng)、壽命長等長處而廣泛用作指示燈等方面。發(fā)光二極管可按制造材料、發(fā)光色別、封裝形式和外形等提成許多種類,發(fā)光二極管的外形如上圖所示。目前較常用的是圓形、方形等發(fā)光管,發(fā)光顏色以紅、綠、黃等單色為主,也有某些能發(fā)出兩、三種色光的發(fā)光管。發(fā)光二極管的基本應(yīng)用電路中U為電源電壓,R為限流電阻,I為流過發(fā)光二極管的電流。發(fā)光二極管為正向電流驅(qū)動(dòng)器件,流過發(fā)光二極管的電流不可超過管子所容許的極限值,否則發(fā)光二極管會(huì)因此而燒毀。

六、瞬態(tài)電壓克制二極管(TVS管)瞬態(tài)電壓克制二極管常稱為防雷管,是一種安全保護(hù)器件。這種器件在電路系統(tǒng)中起到分流、箝位作用,可以有效減少由于雷電、電路中開關(guān)通斷時(shí)產(chǎn)生的高壓脈沖,防止雷電、高壓脈沖損壞其他器件。瞬態(tài)電壓克制二極管有單向、雙向兩種。單向的圖形符號(hào)與穩(wěn)壓管相似,左圖為雙向瞬態(tài)電壓克制二極管的圖形符號(hào)與應(yīng)用電路。當(dāng)輸入端有高壓浪涌脈沖引入時(shí),不管脈沖方向怎樣,TVS管能迅速進(jìn)入擊穿狀態(tài),對(duì)輸入電壓進(jìn)行箝位。下表為我司常用的雙向TVS管參數(shù):型號(hào)截止電壓(V)擊穿電壓(Vmin)擊穿電壓(Vmax)測(cè)試電流(mA)最大箝位電壓(V)最高脈沖電流(A)反向漏電流(uA)P6KE6.8CA5.86.457.141010.558.11000P6KE12CA10.211.4012.6116.735.35P6KE22CA18.820.9023.10130.619.95

七、肖特基二極管肖特基二極管是由金屬和半導(dǎo)體采用平面工藝制造形成的,它僅用一種載流子(電子)輸送電荷,因而沒有少數(shù)載流子的存儲(chǔ)效應(yīng)。因此它具有反向恢復(fù)時(shí)間短(7ns)和正向壓減少(0.4V)的突出長處,它重要用于開關(guān)穩(wěn)壓電源做整流和逆變器中作續(xù)流二極管。

八、快恢復(fù)二極管快恢復(fù)二極管工作原理與一般二極管相似,亦是運(yùn)用PN結(jié)單導(dǎo)性,但制造工藝與一般二極管不一樣。它的擴(kuò)散深度及處延層可以精確控制。因而可獲得較高的開關(guān)速度。同步,在耐壓容許范圍內(nèi),外延層可做得較薄。它的反向恢復(fù)時(shí)間是快恢復(fù)二極管的重要參數(shù),定義是電流通過零點(diǎn)由正向轉(zhuǎn)換成反向,再從反向轉(zhuǎn)換到規(guī)定低值的時(shí)間間隔。和肖特基二極管相比,其耐壓高得多,重要也用在逆變電源中做整流元件,以減少關(guān)斷損耗,提高效率和減少噪聲。

九、齊納二極管齊納二極管(又叫穩(wěn)壓二極管),此二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導(dǎo)體器件.在這臨界擊穿點(diǎn)上,反向電阻減少到一種很少的數(shù)值,在這個(gè)低阻區(qū)中電流增長而電壓則保持恒定,穩(wěn)壓二極管是根據(jù)擊穿電壓來分檔的,由于這種特性,穩(wěn)壓管重要被作為穩(wěn)壓器或電壓基準(zhǔn)元件使用.其伏安特性,穩(wěn)壓二極管可以串聯(lián)起來以便在較高的電壓上使用,通過串聯(lián)就可獲得更多的穩(wěn)定電壓。工廠使用的TVS瞬變電壓二極管的反應(yīng)速度遠(yuǎn)比齊納二極管快.吸取瞬變電流的能力強(qiáng).Zener二極管的設(shè)計(jì)原則如下:1).穩(wěn)壓管可進(jìn)行串聯(lián)使用,但不得并聯(lián)使用(對(duì)數(shù)個(gè)穩(wěn)壓管并聯(lián)時(shí),當(dāng)所加的電壓超過齊納電壓時(shí),哪怕各管子間有微小的差異,也將會(huì)引起電流大大失去平衡,電流將集中到個(gè)別管子上)。2).在電路的連接中,應(yīng)使穩(wěn)壓管工作在其反向擊穿狀態(tài),即工作在穩(wěn)壓區(qū)。3).設(shè)計(jì)時(shí)要充足考慮到功耗的溫度轉(zhuǎn)折點(diǎn),對(duì)功耗和電流進(jìn)行降額設(shè)計(jì)(一般規(guī)格書中提供的最大穩(wěn)壓電流,都是降額后的值;假如規(guī)格書中沒有提供該電流值,則可以先用公式PD/VZ計(jì)算出一種最大電流值,再進(jìn)行降額取值)。降額取值的原則可參照軍標(biāo)規(guī)定如下:一級(jí)原則:電流、功率降額等級(jí)為0.50;二級(jí)原則:電流、功率降額等級(jí)為0.65;三級(jí)原則:電流、功率降額等級(jí)為0.80;驗(yàn)證:以FAIRCHILD1N957B穩(wěn)壓管為例,PD=500mv,VZ=6.8V,IZM=47mA;則PD/VZ=73.53mA,降額原則取為二級(jí)原則,有0.65×73.53=47.8mA,基本與給定值吻合。4).為了保證Zener的穩(wěn)壓效果,流過其的電流值還必須不小于一種最小值Izmin(當(dāng)電流不不小于該值時(shí)也并不是不能穩(wěn)壓,只是穩(wěn)壓的效果比較差)。由此可求得限制Zener二極管電流得串聯(lián)電阻值R的大小。串聯(lián)電阻的范圍應(yīng)滿足:(U/IZM)<R<(U/Izmin)其中U為加在R上的電壓,IZM可由上面的措施估計(jì)得到;Izmin可取規(guī)格書中對(duì)應(yīng)最大阻抗值的測(cè)試電流值,一般取1mA左右。

三極管我們一般所說的三極管是指對(duì)信號(hào)有放大作用或開關(guān)作用,具有三個(gè)電極的半導(dǎo)體器件,其內(nèi)部均有三層半導(dǎo)體,分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū),三極管的重要特性是具有電流控制作用,這是由于三極管內(nèi)各電流之間有確定的分派關(guān)系,即IC=βIB和IE=IC+IB。就是說,IC的大小重要由IB決定的,IB的大小變化決定了IC按比例增減,因此三極管是電流控制器件。我們運(yùn)用三極管的電流控制作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)幅值的放大和能量的轉(zhuǎn)換,必須使其工作在輸出特性的放大區(qū),即發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置,如圖7-2是一種NPN管共發(fā)射極放大電路,VCC、Rb和三極管發(fā)射結(jié)共同構(gòu)成基極回路,使發(fā)射結(jié)處在正偏;RC為集電極電阻,VCC、RC和三極管集電結(jié)-發(fā)射結(jié)共同構(gòu)成集電極回路。RC的另一重要作用是當(dāng)基極有信號(hào)輸入時(shí),將集電極電流的變化轉(zhuǎn)變?yōu)榧姌O電壓的變化作為輸出信號(hào)。C1、C2為耦合電容,具有隔離直流、傳遞交流的作用。一、三極管的分類三極管按工作頻率分,有高頻三極管和低頻三極管;按功率大小分有大功率、中功率及小功率三極管;按封裝形式分,有金屬封裝和塑料封裝;按電極性不一樣分有PNP和NPN三極管。PNP和NPN三極管的外圖及圖形符號(hào)如下圖:

二、三極管的輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線是用來表達(dá)該管各極電壓和電流之間互相關(guān)系,它反應(yīng)出三極管的性能,是分析放大電路的重要根據(jù),左圖為最常見的發(fā)射極接法時(shí)的輸出特性曲線。根據(jù)輸出特性曲線的特點(diǎn),一般將三極管的工作范圍分為三個(gè)區(qū)域:截止區(qū)、飽和區(qū)、放大區(qū),它們的各自特點(diǎn)概述如下:1、截止區(qū)輸出特性曲線IB=0這條曲線如下的區(qū)域稱為截止區(qū),此時(shí)發(fā)射結(jié)與集電結(jié)均處在反向偏置。由于三極管中存在穿透電流ICEO,集電極電流并未真正截止。對(duì)硅管而言,UBE<0.5V時(shí)截止,鍺管UBE<0.1V時(shí)截止。當(dāng)三極管工作在截止區(qū)時(shí),一般理想地認(rèn)為集電極與發(fā)射極之間相稱于一種開關(guān)的斷開狀態(tài)。2、飽和區(qū)在UCE<1V的范圍內(nèi)所對(duì)應(yīng)的特性曲線近似直線上升的區(qū)域,稱為飽和區(qū),三極管飽和時(shí)UCE的值稱為飽和壓降,用UCES表達(dá),小功率硅管約0.3V,鍺管約0.1V。三極管工作在飽和區(qū)時(shí),集電結(jié)與發(fā)射結(jié)均處在正向偏置,展現(xiàn)低電阻狀態(tài),故電流較大,相稱于一種開關(guān)的接通狀態(tài)。3、放大區(qū)三極管發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置時(shí),此時(shí)三極管的工作區(qū)域?yàn)榉糯髤^(qū),三極管工作在放大區(qū)時(shí)IC隨IB的增大而成比例地增大,為表征它們之間的數(shù)值關(guān)系,當(dāng)UCE不變時(shí),IC與IB的比值為三極管共射極靜態(tài)電流放大系數(shù),又簡稱為直流放大系數(shù)。由于輸出特性曲線在截止區(qū)附近的間距較小,IB增大時(shí),曲線間距也較大,因此值也隨之變化。為此又引出動(dòng)態(tài)電流放大系數(shù)β,它是指在同一UCE值時(shí),集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB的比值,β也稱交流放大系數(shù)。雖然和β的含義不一樣,但因兩者數(shù)值相差不大,故一般不作嚴(yán)格辨別。三、三極管的重要參數(shù)1、電流放大系數(shù)β電流放大系數(shù)是三極管的重要參數(shù),有關(guān)它的定義,前面出做簡介,這里不再反復(fù)。2、反向飽和電流ICBO它是指集電區(qū)的少數(shù)載流子在集電結(jié)反向偏置作用下漂移而形成的反向電流。它與二極管中的反向飽和電流在本質(zhì)上是相似的,因此當(dāng)發(fā)射極開路(IE=0)時(shí),集電極電流值即為反向飽和電流。ICBO大小是管子質(zhì)量好壞的標(biāo)志之一,ICBO越小越好。小功率管約為幾種微安,此值雖小但受溫度影響很大,是三極管工作不穩(wěn)定的重要原因之一。3、穿透電流ICEO

它是指基極開路(IB=0)時(shí),集電極與發(fā)射極之間的反向電流。ICEO的大小為ICBO的β倍。ICEO受溫度影響更嚴(yán)重,因此它對(duì)三極管的工作影響更大。

4、場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)管是運(yùn)用電場(chǎng)效應(yīng)來控制電流變化的放大元件。它與晶體管相比,具有輸入阻抗高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好等長處,因而得到迅速發(fā)展與應(yīng)用。場(chǎng)效應(yīng)管與三極管同為放大器件,但工作原理不一樣:三極管是電流控制器件,在一定條件下,集電極電流受基極電流控制,而場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件,電子電流受柵極電壓控制。

場(chǎng)效應(yīng)管的類型可分兩類:一類是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,一類是絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,也叫金屬—氧化物—半導(dǎo)體絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管,簡稱MOS管。半導(dǎo)體三極管有PNP型和NPN型;場(chǎng)效應(yīng)管根據(jù)其溝道所采用的半導(dǎo)體材料,另分為P型和N型溝道兩種。溝道,就是電流通道。1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

N型溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的基體是一塊N型硅材料,為N溝道。從基體引出兩個(gè)電極分別叫源極(S)和漏極(D)。在基體兩邊各附一小片P型材料,其引出的電極叫柵極(G)。這樣,在溝道和柵極之間形成了兩個(gè)PN結(jié),當(dāng)柵極開路時(shí),溝道就相稱于一種電阻,不一樣型號(hào)的管子其阻值不相似,一般約數(shù)百歐到千歐不等。其中柵極帶有箭頭,箭頭指向溝道即為N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管,箭頭背離溝道為P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管。2、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的特點(diǎn)是輸入電阻高,便于做成集成電路。在一塊N型硅片上有兩個(gè)相距很近濃度很高的P擴(kuò)散區(qū),分別為源極和漏極,在源區(qū)與漏區(qū)之間的硅片上,有一層絕緣二氧化硅,絕緣層上覆蓋著金屬鋁,這就是柵極。柵極和其他電極之間是絕緣的,因此稱為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。由于源、柵之間有一層氧化層,這種管子基本上沒有柵極電流,因此輸入阻抗非常高。磁珠磁珠有很高的電阻率和磁導(dǎo)率,等效于電阻和電感串聯(lián),但電阻值和電感值都隨頻率變化。比一般的電感有更好的高頻濾波特性,在高頻時(shí)展現(xiàn)阻性,因此能在相稱寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗,從而提高調(diào)頻濾波效果。

作為電源濾波,可以使用電感。磁珠的電路符號(hào)就是電感不過型號(hào)上可以看出使用的是磁珠在電路功能上,磁珠和電感是原理相似的,只是頻率特性不一樣罷了

磁珠由氧磁體構(gòu)成,電感由磁心和線圈構(gòu)成,磁珠把交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為熱能,電感把交流存儲(chǔ)起來,緩慢的釋放出去。

磁珠對(duì)高頻信號(hào)才有較大阻礙作用,一般規(guī)格有100歐/100mMHZ,它在低頻時(shí)電阻比電感小得多。

鐵氧體磁珠(FerriteBead)是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種抗干擾組件,廉價(jià)、易用,濾除高頻噪聲效果顯著。

在電路中只要導(dǎo)線穿過它即可。當(dāng)導(dǎo)線中電流穿過時(shí),鐵氧體對(duì)低頻電流幾乎沒有什么阻抗,而對(duì)較高頻率的電流會(huì)產(chǎn)生較大衰減作用。高頻電流在其中以熱量形式散發(fā),其等效電路為一種電感和一種電阻串聯(lián),兩個(gè)組件的值都與磁珠的長度成比例。磁珠種類諸多,制造商應(yīng)提供技術(shù)指標(biāo)闡明,尤其是磁珠的阻抗與頻率關(guān)系的曲線。

有的磁珠上有多種孔洞,用導(dǎo)線穿過可增長組件阻抗(穿過磁珠次數(shù)的平方),不過在高頻時(shí)所增長的克制噪聲能力不也許如預(yù)期的多,而用多串聯(lián)幾種磁珠的措施會(huì)好些。

鐵氧體是磁性材料,會(huì)因通過電流過大而產(chǎn)生磁飽和,導(dǎo)磁率急劇下降。大電流濾波應(yīng)采用構(gòu)造上專門設(shè)計(jì)的磁珠,還要注意其散熱措施。

鐵氧體磁珠不僅可用于電源電路中濾除高頻噪聲(可用于直流和交流輸出),還可廣泛應(yīng)用于其他電路,其體積可以做得很小。尤其是在數(shù)字電路中,由于脈沖信號(hào)具有頻率很高的高次諧波,也是電路高頻輻射的重要本源,因此可在這種場(chǎng)所發(fā)揮磁珠的作用。

鐵氧體磁珠還廣泛應(yīng)用于信號(hào)電纜的噪聲濾除。

以常用于電源濾波的HH-1H3216-500為例,其型號(hào)各字段含義依次為:

HH是其一種系列,重要用于電源濾波,用于信號(hào)線是HB系列;

1表達(dá)一種組件封裝了一種磁珠,若為4則是并排封裝四個(gè)的;

H表達(dá)構(gòu)成物質(zhì),H、C、M為中頻應(yīng)用(50-200MHz),

T低頻應(yīng)用(50MHz),S高頻應(yīng)用(200MHz);

3216封裝尺寸,長3.2mm,寬1.6mm,即1206封裝;

500阻抗(一般為100MHz時(shí)),50ohm。

其產(chǎn)品參數(shù)重要有三項(xiàng):

阻抗[Z]@100MHz(ohm):Typical50,Minimum37;

直流電阻DCResistance(mohm):Maximum20;

額定電流RatedCurrent(mA):2500.

磁珠的原理

磁珠的重要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格構(gòu)造的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金,它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似,顏色為灰黑色。電磁干擾濾波器中常常使用的一類磁芯就是鐵氧體材料,許多廠商都提供專門用于電磁干擾克制的鐵氧體材料。這種材料的特點(diǎn)是高頻損耗非常大,具有很高的導(dǎo)磁率,他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的狀況下產(chǎn)生的電容最小。對(duì)于克制電磁干擾用的鐵氧體,最重要的性能參數(shù)為磁導(dǎo)率μ和飽和磁通密度Bs。磁導(dǎo)率μ可以表達(dá)為復(fù)數(shù),實(shí)數(shù)部分構(gòu)成電感,虛數(shù)部分代表損耗,伴隨頻率的增長而增長。因此,它的等效電路為由電感L和電阻R構(gòu)成的串聯(lián)電路,L和R都是頻率的函數(shù)。當(dāng)導(dǎo)線穿過這種鐵氧體磁芯時(shí),所構(gòu)成的電感阻抗在形式上是伴隨頻率的升高而增長,不過在不一樣頻率時(shí)其機(jī)理是完全不一樣的。

在低頻段,阻抗由電感的感抗構(gòu)成,低頻時(shí)R很小,磁芯的磁導(dǎo)率較高,因此電感量較大,L起重要作用,電磁干擾被反射而受到克制,并且這時(shí)磁芯的損耗較小,整個(gè)器件是一種低損耗、高Q特性的電感,這種電感輕易導(dǎo)致諧振因此在低頻段,有時(shí)也許出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。

在高頻段,阻抗由電阻成分構(gòu)成,伴隨頻率升高,磁芯的磁導(dǎo)率減少,導(dǎo)致電感的電感量減小,感抗成分減小不過,這時(shí)磁芯的損耗增長,電阻成分增長,導(dǎo)致總的阻抗增長,當(dāng)高頻信號(hào)通過鐵氧體時(shí),電磁干擾被吸取并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。鐵氧體克制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體克制元件,就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于克制信號(hào)線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾,它也具有吸取靜電放電脈沖干擾的能力。兩個(gè)元件的數(shù)值大小與磁珠的長度成正比,并且磁珠的長度對(duì)克制效果有明顯影響,磁珠長度越長克制效果越好。

磁珠和電感的區(qū)別

電感是儲(chǔ)能元件,而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件。電感多用于電源濾波回路,側(cè)重于抑止傳導(dǎo)性干擾;磁珠多用于信號(hào)回路,重要用于EMI方面。磁珠用來吸取超高頻信號(hào),象某些RF電路,PLL,振蕩電路,含超高頻存儲(chǔ)器電路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在電源輸入部分加磁珠,而電感是一種儲(chǔ)能元件,用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz。磁珠的單位是歐姆,而不是亨特,這一點(diǎn)要尤其注意。由于磁珠的單位是按照它在某一頻率產(chǎn)生的阻抗來標(biāo)稱的,阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz為原則,例如1000R@100MHz,意思就是在100MHz頻率的時(shí)候磁珠的阻抗相稱于600歐姆。光電耦合器光電耦合器是一種光電結(jié)合的半導(dǎo)體器件,由發(fā)光器和受光器構(gòu)成的一種“電—光—電”器件。當(dāng)輸入端有電信號(hào)輸入時(shí),發(fā)光器發(fā)光,受光器受到光照后產(chǎn)生電流,輸出端就有電信號(hào)輸出,實(shí)現(xiàn)了以光為媒介的電信號(hào)的傳播。這種電路使輸入端與輸出端無導(dǎo)電的直接聯(lián)絡(luò),有優(yōu)良的抗干擾性能,廣泛應(yīng)用于電氣隔離、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、開關(guān)電路、脈沖耦合等電路。常見的光電耦合器有管式、雙列直桿式等封裝形式。上圖為常用的光電二極管型耦合器及光電三極管型耦合器電路符號(hào),以光電三極管為例闡明光電耦器的工作過程:光敏三極管的導(dǎo)通與截止,是由發(fā)光二管所加正向電壓控制的,當(dāng)發(fā)光二極管加上正向電壓時(shí),發(fā)光二極管有電流通過而發(fā)光,使光敏三極管內(nèi)阻減小而導(dǎo)通;反之,當(dāng)發(fā)光二極管截止時(shí),發(fā)光二極管中無電流通過,光敏三極管的內(nèi)阻增大而截止。

保險(xiǎn)元件常用的保險(xiǎn)元件有一般玻璃管熔絲、延遲型熔絲、熔斷電阻和溫度保險(xiǎn)絲等,下面簡樸簡介各自特點(diǎn):1、一般玻璃管熔絲這種保險(xiǎn)元件十分常用,其價(jià)格低廉,使用以便,額定電流從0.1A到數(shù)十安不等,尺寸規(guī)格重要有18mm、20mm、22mm。2、延遲型熔絲延遲型保險(xiǎn)絲的特點(diǎn)是能承受短時(shí)間大電流(浪涌電流)的沖擊,而在電流過載超過一定期限后又能可靠地熔斷。這種熔絲重要用在開機(jī)瞬時(shí)電流較大的電子整機(jī)中,如彩電中就廣泛使用了延遲型保險(xiǎn)絲,其規(guī)格重要有2A、3A、4A等。延遲型熔絲常在電流規(guī)格前加字母T,如T2A,這可區(qū)別于一般熔絲。

3、熔斷電阻熔斷電阻又稱保險(xiǎn)電阻,是一種具電阻和保險(xiǎn)絲雙重功能的元件,不過其電阻值一般較小,僅數(shù)歐至零點(diǎn)幾歐,少數(shù)為幾十歐或千歐,保險(xiǎn)電阻大都起限流作用,因此重要功能還是起保險(xiǎn)作用。保險(xiǎn)電阻大都是灰色,用色環(huán)或數(shù)字表達(dá)阻值,額定功率由電阻尺寸大小決定,也有直接標(biāo)在阻體上的。4、可恢復(fù)保險(xiǎn)絲可恢復(fù)保險(xiǎn)絲是由高分子材料及導(dǎo)電材料混合做成的過流保護(hù)元件,在常溫下,其阻抗很小,但在動(dòng)作后會(huì)形成高阻狀態(tài),當(dāng)故障排除后又自動(dòng)返回低阻狀態(tài)。根據(jù)能承受的最大電壓,可恢復(fù)保險(xiǎn)絲可分為多種系列,每個(gè)系列中,又根據(jù)的不一樣工作電流,分為若干型號(hào)。下表為某企業(yè)生產(chǎn)的WH60-005可恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電氣特性:IH(A)IT(A)Time-to-TripVmax(V)Imax(A)Rmin(Ω)Rmax(Ω)Itrip(A)Tmax(S)0.050.100.15≤106040512電氣特性闡明如下:IH:最大工作電流(25℃)IT:最小動(dòng)作電流(25℃)Itrip:過載電流Tmax:過載電流最大動(dòng)作時(shí)間Vmax:最大過載電壓Imax:最大過載電流Rmin:最小電阻(25℃)Rmax:最大電阻(25℃)Time-to-Trip:過流特性可恢復(fù)保險(xiǎn)絲在電路中的使用方法,當(dāng)輸入電壓異?;蜇?fù)載短路引起電路電流I突增時(shí),可恢復(fù)保險(xiǎn)絲起動(dòng)后形成高阻狀態(tài),限制電路電流在一定的安全范圍而起到保護(hù)電路的作用,如在故障排除后,可恢復(fù)保險(xiǎn)絲自動(dòng)返加低阻狀態(tài),電路又能進(jìn)入正常工作。

晶體振蕩器(晶振)

晶體振蕩器是一種用于穩(wěn)定頻率和選擇頻率的電子元件,我們常說的晶體振蕩器(也叫晶振),是從石英晶體上按一定的方位角切下薄片,然后在晶片的兩個(gè)對(duì)應(yīng)表面上涂上銀層并裝上一對(duì)金屬引腳后用外殼密封就構(gòu)成晶體振蕩器(見示左圖)。石英晶片能做振蕩器是基于它的“壓電效應(yīng)”,即在晶片的兩個(gè)極板間加一電場(chǎng),會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形;返之,若在極板間施加機(jī)械壓力,又會(huì)在對(duì)應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場(chǎng),這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如在極板間所加的是交變電壓,就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng),同步機(jī)械變形又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng),但這種機(jī)械振動(dòng)的振幅很小,但其振動(dòng)頻率是很穩(wěn)定的。晶體振蕩器按封裝外形分有金屬殼、玻璃殼、膠木殼和塑封等幾種,按頻率穩(wěn)定度分有一般型和高精密型兩種。晶體振蕩器的重要電參數(shù)是標(biāo)稱頻率?0、負(fù)載電容CL、鼓勵(lì)電平、工作溫度范圍和溫度頻差。晶振元件構(gòu)成振蕩電路時(shí)需配接外部電容,此電容即負(fù)載電容,負(fù)載電容可從產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)查得。CL是參與決定振蕩頻率的,因此在規(guī)定的負(fù)載電容下晶振元件的振蕩頻率即為標(biāo)稱頻率,標(biāo)稱頻率都標(biāo)注在外殼上,故很輕易識(shí)別。鼓勵(lì)電平是指晶振工作時(shí)消耗有效功率;溫度頻差是指在工作溫度范圍內(nèi)的工作頻率相對(duì)于基準(zhǔn)溫度下的最大偏離值,該參數(shù)代表了晶振的頻率溫度特性。

霍爾器件霍爾器件是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上運(yùn)用集成電路技術(shù)制成的。當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地置于磁場(chǎng)中時(shí),薄片兩側(cè)由此會(huì)產(chǎn)生出電位差,此現(xiàn)象即稱為霍爾效應(yīng)。薄片兩側(cè)產(chǎn)生的電位差稱為霍爾電勢(shì)?;魻栯妱?shì)與外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、薄片中通過的電流I成正比,與薄片的厚度d成反比,即:U=K*B*I/d,K為霍爾系數(shù),它與薄片的材料有關(guān)?;魻柶骷摧敵龆斯δ芸煞譃殚_關(guān)型、線性型霍爾器件;按有源類型可分為雙極型和MOS型。

集成電路(IC)集成電路,就是在一塊極小的單晶片上,運(yùn)用半導(dǎo)體工藝制作許多晶體二極管、晶體三極管及電阻、電容等器件,并連接能完畢特定功能的電子線路。這個(gè)太復(fù)雜,只能作一種簡介。集成電路的種類相稱多,按其功能不一樣可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。前者用來產(chǎn)生、放大和處理多種模擬電信號(hào),后者則用來產(chǎn)生、放大和處理數(shù)字電信號(hào)。模擬信號(hào)是指幅度隨時(shí)間持續(xù)變化的信號(hào);數(shù)字信號(hào)是指時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào),也叫電脈沖或脈沖信號(hào)。按集成度不一樣,可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路四類。集成度是指單位面積的芯片上所包括的電子元器件的數(shù)目。一般認(rèn)為:芯片上的集成度不不小于100個(gè)元件或10個(gè)門電路的集成電路稱為小規(guī)模集成電路;集成度為101~1000個(gè)元件或11~100個(gè)門電路稱為中規(guī)模集成電路;集成度在1001~10萬個(gè)元件或101~1萬個(gè)門電路稱為大規(guī)模集成電路;集成度超過10萬個(gè)元件或1萬門電路稱為超大規(guī)模集成電路。集成電路的分類尚有諸多,如按工藝構(gòu)造或制造措施,可分為半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路。為常見的集成電路外封裝形式,其封裝形式有圓形金屬封裝、扁平陶瓷、塑料處殼封裝、單、雙列直插式封裝。引腳有4腳、8腳、14腳等多種。

集成穩(wěn)壓器件三端固定集成穩(wěn)壓器件三端固定就是該集成穩(wěn)壓器件的引出腳只有三條:輸入端、輸出端,接地端,其輸出電壓是固定不能調(diào)整的;該器件內(nèi)部設(shè)置了過流、芯片過熱及調(diào)整器件安全工作區(qū)的保護(hù)電路,因此在使用時(shí)需要的外圍元件很少,使用非常以便。三端固定集成穩(wěn)壓器件按輸出電壓類型分有正電壓系列(78系列)和負(fù)電壓系列(79系列)兩大系列,每個(gè)系列又有5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等多種類型的輸出電壓,每種類型又有100mA(78L××或79L××)、500mA(78M××或79M××)、1.5A(78××或79××)的最大輸出電流。三端固定集成穩(wěn)壓器命名規(guī)則,如78L05為輸出正5V電壓,最大負(fù)載電流為100mA;7909為輸出負(fù)9V電壓,最大負(fù)載電流為1.5A。1、三端固定集成穩(wěn)壓器參數(shù)三端固定集成穩(wěn)壓器參數(shù)以7805為例闡明參

數(shù)測(cè)

件(Tj=25℃)標(biāo)

準(zhǔn)

值單位最小典型最大輸出電壓VO5.0mA≤IO≤1.0A4.85.05.2V7.0V≤VI≤20V電壓調(diào)整率SV7.0V≤VI≤25V

350mV電流調(diào)整率SI5.0mA≤IO≤1.5A

15100mV備用電流Iq

4.26.0mA輸出噪聲電壓VNO10Hz~100Hz

40200uV紋波克制比SripF=100Hz,8V≤VI≤18V6878

dB最小輸入—輸出壓差|VI-VO|IO=1.0A

2.02.5V短路輸出限制電流ISC

0.751.2A輸出峰值電流IOP

1.32.23.3A輸出電壓溫度系數(shù)ST

±0.6

mV/℃企業(yè)既有產(chǎn)品簡介及傳感器原理企業(yè)產(chǎn)品簡介:壓力傳感器:傳感器測(cè)量范圍從幾英寸的水柱到超過30000PSI的壓力,適應(yīng)于惡劣工況環(huán)境。MEAS壓力傳感器產(chǎn)品重要應(yīng)用范圍包括:醫(yī)療儀器,汽車電子,柴油機(jī)高壓共軌,軋機(jī),工業(yè)儀表,壓縮機(jī),制冷,HVAC,軍事航天等領(lǐng)域。PC封裝式壓力傳感器MEAS壓力傳感器/變送器隔離膜片壓力傳感器靜壓式液位傳感器位置傳感器:MEAS的直線位移、角位移、編碼器和傾角傳感器擁有極高的可靠性和最佳性價(jià)比,可合用于多種復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境。直線位移傳感器角位移傳感器傾角傳感器LVDT配套控制顯示儀霍爾編碼器磁阻傳感器:基于磁阻效應(yīng)工作原理,其關(guān)鍵部分采用一片特殊金屬材料,其電阻值隨外界磁場(chǎng)的變化而變化。具有寬的溫度范圍,可廣泛應(yīng)用于非接觸位置測(cè)量,角度測(cè)量,尤其合用于汽車節(jié)氣閥位置,汽車座椅,方向盤,雨刷位置非接觸測(cè)量等及千分尺的關(guān)鍵元件。振動(dòng)傳感器&加速度計(jì):加速度計(jì)可以用于測(cè)量振動(dòng),沖擊,速度,位移和傾斜等。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車,醫(yī)療,軍事/航空,以及消費(fèi)類產(chǎn)品等領(lǐng)域,并擁有硅微機(jī)械加工(硅壓阻),應(yīng)變計(jì)邦定及壓電材料等關(guān)鍵技術(shù)。硅壓阻MEMS技術(shù)加速度計(jì)-Entran壓電薄膜振動(dòng)傳感器濕度傳感器:擁有電容式原理的濕度傳感器的專利技術(shù),先進(jìn)的自動(dòng)化傳感器生產(chǎn)線,嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系。濕度傳感器已通過了汽車領(lǐng)域的TS16949認(rèn)證。產(chǎn)品從元件級(jí)溫濕度傳感器、PCB模塊式傳感器到一體化溫濕度變送器。該產(chǎn)品重要應(yīng)用于汽車電子、HVAC、醫(yī)療、家用電器、復(fù)印機(jī)、干衣機(jī)等眾多領(lǐng)域。HS系列溫濕度傳感器HT系列濕度傳感器-PCB模塊HM系列濕度傳感器/變送器光電傳感器:傳感器采用世界領(lǐng)先的硅平面擴(kuò)散型光電二極管技術(shù),專業(yè)生產(chǎn)醫(yī)療專用血氧探頭.壓電薄膜傳感器:壓電薄膜是一種獨(dú)特的高分子傳感材料,能相對(duì)于壓力或拉伸力的變化輸出電壓信號(hào),因此是一種理想的動(dòng)態(tài)應(yīng)變片,可加工成為高效可靠、低成本的振動(dòng)傳感器、加速度計(jì)或動(dòng)態(tài)開關(guān),也可作為高音頻(>1kHz)至超聲波(可高達(dá)100MHz)的高保真?zhèn)鞲衅鳌弘姳∧ぴ弘姳∧弘婋娎|壓電薄膜超聲波傳感器壓電薄膜加速度計(jì)交通傳感器:交通傳感器是精量電子-MEAS傳感器在壓電薄膜共聚合物軸類傳感器產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開發(fā)出的兩款智能交通傳感器。該傳感器廣泛應(yīng)用于行駛中稱重(WIM)、車速監(jiān)控、闖紅燈拍照、車型分類、車軸數(shù)及軸距測(cè)量、收費(fèi)站地磅、停車區(qū)域監(jiān)控、交通信息采集(道路監(jiān)控)及機(jī)場(chǎng)滑行道等領(lǐng)域.力傳感器:力傳感器是精量電子-MEAS傳感器采用MEMS技術(shù)制成的宇航、軍工級(jí)別的超小、超可靠性、高性價(jià)比的特殊力傳感器、稱重傳感器和為OEM客戶量身定制的經(jīng)濟(jì)型力傳感器。帶有放大輸出功能的壓電薄膜式力傳感器,為巨大沖擊力的測(cè)量提供了可靠的處理措施。F系列力傳感器/稱重傳感器EL系列高性能力傳感器溫度傳感器:生產(chǎn)高精度NTC熱敏電阻、測(cè)溫探頭組合件及熱電堆的領(lǐng)先者。我企業(yè)生產(chǎn)的NTC熱敏電阻、測(cè)溫探頭組合件及熱電堆系列產(chǎn)品合用于廣泛的溫度測(cè)量、溫度控制及溫度賠償應(yīng)用。精量電子在溫度設(shè)計(jì)方面擁有50余年的經(jīng)驗(yàn),技術(shù)力量雄厚,可以滿足醫(yī)療、國防軍工、航天航空、儀器儀表、暖通空調(diào)、汽車電子及家用電器等領(lǐng)域?qū)囟葌鞲袘?yīng)用的特殊規(guī)定。

紅外溫度傳感器客戶定制探頭表面貼裝溫度傳感器醫(yī)用探頭專用溫度賠償傳感器玻璃封裝探頭鎳4000系列傳感器原理:傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于運(yùn)用的電信號(hào)的器件。國際電工委員會(huì)(IEC:InternationalElectrotechnicalCommittee)的定義為:“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件,它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。一、傳感器的定義國標(biāo)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是:“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置,一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳播、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等規(guī)定。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。二、傳感器的分類目前對(duì)傳感器尚無一種統(tǒng)一的分類措施,但比較常用的有如下三種:1、按傳感器的物理量分類,可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成分等傳感器2、按傳感器工作原理分類,可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。3、按傳感器輸出信號(hào)的性質(zhì)分類,可分為:輸出為開關(guān)量(“1”和"0”或“開”和“關(guān)”)的開關(guān)型傳感器;輸出為模擬型傳感器;輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。有關(guān)傳感器的分類:1.按被測(cè)物理量分:如:力,壓力,位移,溫度,角度傳感器等;2.按照傳感器的工作原理分:如:應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等;3.按照傳感器轉(zhuǎn)換能量的方式分:(1)能量轉(zhuǎn)換型:如:壓電式、熱電偶、光電式傳感器等;(2)能量控制型:如:電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等;4.按照傳感器工作機(jī)理分:(1)構(gòu)造型:如:電感式、電容式傳感器等;(2)物性型:如:壓電式、光電式、多種半導(dǎo)體式傳感器等;5.按照傳感器輸出信號(hào)的形式分:(1)模擬式:傳感器輸出為模擬電壓量;(2)數(shù)字式:傳感器輸出為數(shù)字量,如:編碼器式傳感器。三、傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì)靜態(tài)的輸入信號(hào),傳感器的輸出量與輸入量之間所具有互相關(guān)系。由于這時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān),因此它們之間的關(guān)系,即傳感器的靜態(tài)特性可用一種不含時(shí)間變量的代數(shù)方程,或以輸入量作橫坐標(biāo),把與其對(duì)應(yīng)的輸出量作縱坐標(biāo)而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的重要參數(shù)有:線性度、敏捷度、辨別力和遲滯等。四、傳感器的動(dòng)態(tài)特性所謂動(dòng)態(tài)特性,是指傳感器在輸入變化時(shí),它的輸出的特性。在實(shí)際工作中,傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對(duì)某些原則輸入信號(hào)的響應(yīng)來表達(dá)。這是由于傳感器對(duì)原則輸入信號(hào)的響應(yīng)輕易用試驗(yàn)措施求得,并且它對(duì)原則輸入信號(hào)的響應(yīng)與它對(duì)任意輸入信號(hào)的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系,往往懂得了前者就能推定后者。最常用的原則輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種,因此傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表達(dá)。\五、傳感器的線性度一般狀況下,傳感器的實(shí)際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實(shí)際工作中,為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù),常用一條擬合直線近似地代表實(shí)際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個(gè)近似程度的一種性能指標(biāo)。擬合直線的選用有多種措施。如將零輸入和滿量程輸出點(diǎn)相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線,此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。六、傳感器的敏捷度敏捷度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作狀況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。假如傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系,則敏捷度S是一種常數(shù)。否則,它將隨輸入量的變化而變化。敏捷度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如,某位移傳感器,在位移變化1mm時(shí),輸出電壓變化為200mV,則其敏捷度應(yīng)表達(dá)為200mV/mm。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相似時(shí),敏捷度可理解為放大倍數(shù)。提高敏捷度,可得到較高的測(cè)量精度。但敏捷度愈高,測(cè)量范圍愈窄,穩(wěn)定性也往往愈差。七、傳感器的辨別力辨別力是指傳感器也許感受到的被測(cè)量的最小變化的能力。也就是說,假如輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí),傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化,即傳感器對(duì)此輸入量的變化是辨別不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過辨別力時(shí),其輸出才會(huì)發(fā)生變化。一般傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的辨別力并不相似,因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量辨別力的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的比例表達(dá),則稱為辨別率。八、電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測(cè)量,如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。重要有電阻應(yīng)變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。九、電阻應(yīng)變式傳感器傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng),即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變,從而使電阻值隨之發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片重要有金屬和半導(dǎo)體兩類,金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有敏捷度高(一般是絲式、箔式的幾十倍)、橫向效應(yīng)小等長處。十、壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件,擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí),各電阻值將發(fā)生變化,電橋就會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片(或稱膜片)材料重要為硅片和鍺片,硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視,尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。十一、熱電阻傳感器熱電阻傳感器重要是運(yùn)用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測(cè)精度規(guī)定比較高的場(chǎng)所,這種傳感器比較合用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等,它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工輕易等特點(diǎn)。用于測(cè)量-200℃~+500℃范圍內(nèi)的溫度。十二、傳感器的遲滯特性遲滯特性表征傳感器在正向(輸入量增大)和反向(輸入量減?。┬谐涕g輸出-一輸入特性曲線不一致的程度,一般用這兩條曲線之間的最大差值△MAX與滿量程輸出F·S的比例表達(dá)。遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸取導(dǎo)致十三、傳感器常用術(shù)語1.傳感器一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成。①敏感元件是指傳感器中能直接(或響應(yīng))被測(cè)量的部分。②轉(zhuǎn)換元件指傳感器中能較敏感元件感受(或響應(yīng))的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳播和(或)測(cè)量的電信號(hào)部分。③當(dāng)輸出為規(guī)定的原則信號(hào)時(shí),則稱為變送器。2.測(cè)量范圍在容許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。3.量程測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。4.精確度被測(cè)量的測(cè)量成果與真值間的一致程度。5.反復(fù)性在所有下述條件下,對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次持續(xù)測(cè)量所得成果之間的符合程度:……相似測(cè)量措施:……相似觀測(cè)者:……相似測(cè)量儀器:……相似地點(diǎn):……相似使用條件:……在短時(shí)期內(nèi)的反復(fù)。6.辨別率傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍圓也許檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量。7.閾值能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的最小變化量。8.零位使輸出的絕對(duì)值為最小的狀態(tài),例如平衡狀態(tài)。9.鼓勵(lì)為使傳感器正常工作而施加的外部能量(電壓或電流)。10.最大鼓勵(lì)在合適條件下,可以施加到傳感器上的鼓勵(lì)電壓或電流的最大值。11.輸入阻抗在輸出端短路時(shí),傳感器輸入的端測(cè)得的阻抗。12.輸出有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。13.輸出阻抗在輸入端短路時(shí),傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。14.零點(diǎn)輸出在市內(nèi)條件下,所加被測(cè)量為零時(shí)傳感器的輸出。15.滯后在規(guī)定的范圍內(nèi),當(dāng)被測(cè)量值增長和減少時(shí),輸出中出現(xiàn)的最大差值。16.遲后輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。17.漂移在一定的時(shí)間間隔內(nèi),傳感器輸出終于被測(cè)量無關(guān)的不需要的變化量。18.零點(diǎn)漂移在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)的變化。19.敏捷度傳感器輸出量的增量與對(duì)應(yīng)的輸入量增量之比。20.敏捷度漂移由于敏捷度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。21.熱敏捷度漂移由于敏捷度的變化而引起的敏捷度漂移。22.熱零點(diǎn)漂移由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移。23.線性度校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定只限一致的程度。24.非線性度校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。25.長期穩(wěn)定性傳感器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)仍能保持不超過容許誤差的能力。26.固有頻率在無阻力時(shí),傳感器的自由(不加外力)振蕩頻率。27.響應(yīng)輸出時(shí)被測(cè)量變化的特性。28.賠償溫度范圍使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所賠償?shù)臏囟确秶?9.蠕變當(dāng)被測(cè)量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定期,在規(guī)定期間內(nèi)輸出量的變化。30.絕緣電阻如無其他規(guī)定,指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時(shí),從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測(cè)得的電阻值。LVDT式位移傳感器LVDT全稱:LinearVariableDifferentialTransformer差動(dòng)變壓器式位移傳感器LVDT將直線移動(dòng)的機(jī)械量轉(zhuǎn)成電量,重要用于位移測(cè)量和控制.廣泛用于測(cè)量預(yù)先被變成位移的多種物理量,如:伸長、膨脹、張力、壓力、壓差、加速度、振動(dòng)、應(yīng)變、流量、厚度、重量等輸入鐵芯的機(jī)械移動(dòng),輸出是與鐵芯位置成正比的交流信號(hào)。這些交流信號(hào)我們通過電路轉(zhuǎn)成直流信號(hào)來應(yīng)用,如AD598。LVDT傳感器的特點(diǎn):構(gòu)造簡樸,工作可靠,壽命長,線性度好,反復(fù)性好最高精度可達(dá)0.05%絕對(duì)誤差1um反復(fù)性0.1um敏捷度高,每毫米位移量輸出信號(hào)電壓可高達(dá)幾百mV到幾伏辨別率高,一般為0.1um,最高可達(dá)0.0001um測(cè)量范圍廣+/-0.1mm到+/-500mm時(shí)間常數(shù)小,頻帶寬,可達(dá)200HZ(5ms)甚至更高LVDT原理:LVDT構(gòu)造1.線圈骨架非金屬塑料骨架金屬骨架大行程LVDT加工較簡樸,強(qiáng)度好耐高溫、高強(qiáng)度、高壓等特殊規(guī)定的LVDT使用頻率不能高于2.5KHZ,否則影響精度2.外殼不銹鋼1Cr18Ni9Ti,有磁和無磁兩種3.鐵芯重要部件,材料、工藝處理、幾何尺寸對(duì)性能有很大影響軟磁材料,起始導(dǎo)磁率U0和導(dǎo)磁率U越高越好鐵芯的直徑影響敏捷度,越粗敏捷度越高,但受空間位置限制鐵芯長度對(duì)線性度和敏捷度均有很大影響壓電薄膜傳感器:壓電薄膜是一種獨(dú)特的高分子傳感材料,能相對(duì)于壓力或拉伸力的變化輸出電壓信號(hào).這種壓電效應(yīng)就是此類傳感器的基本原理。壓電薄膜元件一般由四部分構(gòu)成:金屬電極、加強(qiáng)電壓信號(hào)壓膜、引線和屏蔽層。壓電效應(yīng)(Piezoelectr

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