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电磁压力传感器的详细介绍
形状
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采用电磁原理的各种传感器,主要有电感式压力传感器、霍尔压力传感器、电涡流压力传感器等。

感应压力传感器

感应式压力传感器的工作原理是由于磁性物质和磁导率不同,在压力作用于膜片上时,气隙大小发生变化,气隙对线圈电感的变化有影响,处理电路可将该电感的变化转换为信号输出,从而实现压力测量。根据磁路变化的不同,该压力传感器可分为变磁阻和变磁导两类。感应式压力传感器具有较高的灵敏度和较大的测量范围,其缺点是无法用于高频动态环境。

变磁电阻压力传感器的主要组成部分为铁芯隔膜。两种材料之间的空气间隙形成磁路。在压力作用下,气体间隙改变,即磁电阻发生变化。若对铁心线圈施加一定的电压,电流随气隙的变化而变化,就可测量压力。

铁磁材料在高磁通密度场合的导磁率是不稳定的,这种情况可采用变磁导压力传感器进行测量。变磁导式压力传感器以一动磁元件取代铁芯,通过改变压力使磁性元件运动,使磁导率发生变化,从而得到压力值。

霍尔压力传感器

霍尔压力传感器是根据某些半导体材料的霍尔效应制造的。霍尔效应是指当固体导体置于磁场中,并有电流通过时,导体中的荷载子因受洛伦兹力而偏移到另一侧,然后出现电压(霍尔电压)现象。电磁场引起的电压将平衡洛伦兹力。透过霍尔电压的极性,可以证明导体内的电流是由带负电荷的粒子(自由电子)运动产生的。

外加一个与导线方向垂直的磁场,使导线中的电子受洛伦兹力而聚集,这样,就能在电子聚集的方向上产生一个电场,这个电场能使后生电子受电而平衡掉磁场所引起的洛伦兹力。使电子能够顺利地通过而不发生偏移,这就是霍尔效应。这种内部生成的电压叫做霍尔电压。

在磁场为一交变磁场时,霍尔电动势也是同频交变电动势,建立霍尔电动势的时间非常短,因此其响应频率较高。为了获得更大的霍尔电动势,理想霍尔元件的材料要求有很高的电阻率和载流子迁移率。通常用于霍尔元件的材料大多是半导体,包括N型硅(Si)、锑化铟(InSb)、砷化铟(InSb)、Ge、GaAs、GaAs、GaAs、多层半导体质结构材料、N型硅的霍尔系数、温度稳定性和线性度。目前采用的是砷化镓温漂。

电涡流压力传感器。

电涡流压力传感器是一种电涡流效应。电磁波效应是通过运动的磁场和金属导体垂直地交叉在一起,或者是通过运动的金属导体与磁场垂直地交叉而形成。简单地说,就是产生电磁感应效应。这一作用产生的电流在导体中循环。

由于电涡流的特点,使得电涡流检测具有零频响应等特性,因此可以用电涡流传感器来检测静力。

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