1 / 45
文档名称:

第二章常用传感器.ppt

格式:ppt   大小:774KB   页数:45页
下载后只包含 1 个 PPT 格式的文档,没有任何的图纸或源代码,查看文件列表

如果您已付费下载过本站文档,您可以点这里二次下载

分享

预览

第二章常用传感器.ppt

上传人:孔乙己 2022/12/1 文件大小:774 KB

下载得到文件列表

第二章常用传感器.ppt

相关文档

文档介绍

文档介绍:该【第二章常用传感器 】是由【孔乙己】上传分享,文档一共【45】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【第二章常用传感器 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。第二章常用传感器
特点:①选择扩散位置可制出电桥其他臂;②灵敏度高(为金属应变片的几十~几百倍);③一致性好,无需粘接,无畸变、滞后;④温度变化对压阻系数影响大,需补偿;⑤先将膜片固定在硅机体上,再一起固定在金属机体上.
构造和测量原理:在膜片表面扩散成四个应变片,其中两个沿半径方向布置(RadialGaugeResister):Rr1和Rr2;其中两个沿切线方向布置(TangentialGaugeResister):Rt1和Rt2,膜片受到压力作用时会产生变形,在膜片表面上生成的应力是径向σr切向σt的合成,在微小范围内变形与应力可视为线性:
σr,σt=k·ΔP
(其中,k:膜片的压力应变系数;ΔP:压差)
如按图(a)那样布置,应变电阻会受到二个方向应力σr和σt的作用,由于压阻效应使径向应变电阻和切向应变电阻的阻值发生变化,可近似用下面的式子表示:
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟
ΔRr/Rr≈πlσr+πtσtΔRt/Rt≈πlσt+πtσr
其中,Rr,Rt:应力为零时径向和切向应变电阻的阻值
ΔRr,ΔRt:应力作用后径向和切向应变电阻的阻值变化量
πl,πt:纵向和横向压阻系数(l:longitudinal,t:transverse)
πl>0,πt<0
接成桥式电路时的输出电压:
e=(Rr-Rt)E/(Rr+Rt)≈kπlΔp
制造过程:
⑴将n型硅片的两面加工成镜面;
⑵扩散形成应变电阻和电子元件;
⑶蒸着形成电极;
⑷内面加工出凹形截面形成膜片;
⑸固定到与硅的热膨胀系数接近的玻璃等基体上
⑹装入外壳中、连出引线、充填硅胶
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟

概要:由可动电极(膜片)和绝缘基板上两个面对面的电极组成,被测压力使膜片变形,和固定电极间的间隙发生变化,引起静电容变化,可得与压力一一对应的容量差,其特性取决于膜片部分的结构(特别是电极间的间隙),为了获得稳定性好的传感器,精密加工和装配就尤其重要。
构造和测量原理:以压差传感器为例,作为可动电极的的硅膜片置于两个玻璃基板上形成的固定电极之间,间隙在几μ到几十μ之间,形成差动电容。
电容量变化和电极间隙:如果膜片有微小变形w,有:
w=k•Δp
其中,k:膜片的压力变形系数,Δp:压差
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟
差动容量变化量ΔC和变形W之间可用下式表示:
ΔC/C=w/d(ΔC与电极间隙d成反比,若间隙越小容量变化就越大,就能作成高灵敏度传感器)
Δp=d•ΔC/(2k•C)(d:电极间隙;C:初试电容量)

由于工作环境恶劣,要求测量精度和可靠性高
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟
基本特性:精度、分辨率、测量范围。
决定测量下限的因素:压力/应变转换灵敏度和滞后、应变/电信号转换的噪声等。
决确定测量上限的因素:压力/应变转换部分的机械强度。
非线性:直接影响精度,取决于压力/应变转换部分。
温度特性:电桥用恒流供电可使温度系数减小。
寿命:由于工作环境恶劣,采用保护结构。高压传感器用金属膜片保护应变面。
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟


低成本化:⑴半导体标准过程→批量生产
⑵精细加工→小型化
高性能化:⑴数字信号处理;⑵软件补偿
可靠性:⑴表面保护技术;⑵封装技术
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟


⑴空气流量计
⑵燃料(汽油、柴油、天然气等)流量计
⑴是电喷的主要传感器,用于计量吸入汽缸的空气量。
⑵不仅是发动机控制用,也可作耗油量表示用。
流量:单位时间内流体流经流通断面的量,测量方法有:⑴直接检测量;⑵检测平均流速;⑶检测局部流速.

⑴对空气流量计的要求:测量范围宽、精度高、响应快及耐尘土和油滴、能适应大范围的温度变化、输出信号是流量的对数函数、可靠、体积小、重量轻、成本低。
⑵空气流量计的类型:转叶式、卡门螺旋式、热线式
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟
⑶汽车用空气流量计规格
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟
Hot-WireAnemometer
㈠热线式空气流量计的原理:向铂金丝(箔膜)供电使之发热,利用空气的热传导量与空气流相依存的关系来测量流量。在电桥臂上设有加热丝和测温热敏电阻,调整热丝电流使热丝和热敏电阻间温差不随空气流量而变化,把供给热丝的电流作为空气流量信号。空气流量和输出信号间的关系可由热丝发热量和传热量的关系推出:
其中,I:供电电流;Ga:空气流量;A,B:常数只要测出电流I,即可由上式求得空气流量,代表空气流量的电流信号,在低流速时,信号变化大。
汽车电子控制技术
重庆大学机械工程学院汽车系张伟