阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?

2021/11/10 14:35 · 传感器知识资讯 ·  · 阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?已关闭评论
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阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?原标题:传感器的输出阻抗都了解多少呢?传感器作为信号源像后接电路输出代表被测量变化的信号.从传感器的输出端来看有两种输出阻抗类型,一个是高输出阻抗一个是低输出阻抗,输出阻抗的大小也决定了传感器的电路结构形式.大家对于这两种传感器的输出阻抗

阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?  第1张

阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?

原标题:传感器的输出阻抗都了解多少呢?

传感器作为信号源像后接电路输出代表被测量变化的信号.从传感器的输出端来看有两种输出阻抗类型,一个是高输出阻抗一个是低输出阻抗,输出阻抗的大小也决定了传感器的电路结构形式.大家对于这两种传感器的输出阻抗都了解多少呢?

一、高输出阻抗型。这类传感器一般输出信号微弱、输出阻抗高.如压电式传感器,输出信号是微弱的电荷量,而输出阻抗高达10^8Ω以上;电流电离室代表被测量变化的输出电离电流(nA级),输出阻抗为电离室两极间的漏电阻.

传感器电路的作用有两方面:一是能吸收信号源的输出信号并进行一定变换和放大,将信号变换成电路易于处理的形式;二是阻抗变换,将传感器的高输出阻抗变换成低输出阻抗.这就要求传感器电路具有很高的输入阻抗和尽可能低的输出阻抗,同时还具有低噪声、低漂移、抗干扰能力强的特点.

二、低输出阻抗型。这类传感器的输出阻抗较低,输出信号形式多种多样.这种传感器的后接电路,它的作用一般是将信号不失真地变换成较强的电压或电流信号,在它的性能上对稳定性、抗干扰能力等方面考虑较多.返回搜狐,查看更多

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阻抗传感器:基于阻抗特性的传感器在实际技术中的应用

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Versatile linearization circuitry provides a 2nd-order correction to the RTD, typically achieving a 40:1 improvement in linearity.

Instrumentation amplifier gain can be configured for a wide range of temperature or pressure measurements. Total unadjusted error of the complete current transmitter is low enough to permit use without adjustment in many applications. This includes zero output current drift, span drift, and nonlinearity. The XTR105 operates on loop power-supply voltages down to 7.5V.

The XTR105 is available in DIP-14 and SO-14 surface-mount packages and is specified for the ?40°C to +85°C industrial temperature ra...

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片上稳压器(5V)可用于为外部电路供电。精密片上V REF (XTR115为2.5V,XTR116为4.096V)可用于偏移或激励传感器。电流返回引脚(I RET )检测外部电路中使用的任何电流,以确保精确控制输出电流。

XTR115是使用智能传感器的基本构建模块4至20mA电流传输。

XTR115和XTR116的额定工作温度范围为-40°C至+ 85°C扩展工业温度范围。

特性

低电流电流:200μA

5V外部电路调节器

V REF用于传感器激励:
XTR115:2.5V
XTR116:4.096V

低跨度误差:0.05%

低非线性误差:0.003%

宽环供电范围:7.5V至36V

SO-8封装

应用

2-WIRE,4-20mA电流环发送器

SMART TRANSMITTER

工业过程控制

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Instrumentation

功率计/功率分析仪

半导体测试设备

实验室仪器仪表

参数 与其它产品相比 4-20mA信号调节器

Vs (Min) (V)

Vs (Max) (V)

Offset Voltage Drift (+/-) (Max) (uV/Degrees Celsius)

Offset Voltage (+/-) (Max) (uV)

Pin/Package

Package Group

Package Size: mm2:W x L (PKG)

var link="zh_CN_folder_p_quick_link_description_features_parametrics"; com.TI.Product.handleQuickLinks('parametric','参数变化','#parametrics',link);

XTR112

7.5

36

1.5

25
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TMP708 采用 SOT-23 封装的电阻可编...

TMP708是一款全集成式电阻可编程温度开关,其温度阈值仅由一个外部电阻在整个运行范围内进行设定.TMP708提供一个低电平有效的开漏输出,可由电压介于2.7V至5.5V范围内的电源供电。 温度阈值精度通常为±0.5°C,最大值为±3°C( 60°C至100°C。静态消耗电流的典型值为40μA。可通过选择引脚来确定10°C或者30°C的温度滞后。 TMP708采用5引脚小外形尺寸晶体管(SOT-23)封装。 特性 阈值精度: 典型值±0.5°C 最大值±3°C( 60°C至100°C) 由1%外部电阻设定的温度阈值 低静态电流:40μA(典型值) 开漏,低电平有效输出级 可通过引脚选择的10°C或者30°C温度滞后 V CC =0.8 V上指定的复位操作 电源范围:2.7V至5.5V 封装:5引脚小外形尺寸晶体管(SOT)-23 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比?温度开关 ? Operating Temperature Range (C) Accuracy Over Temp Range (Max) (C) Sensor Gain (mV/Deg C) SetPoint Value (deg C) SetPoint Type Output Type Supply Voltage (Min) (V) Supp...

发表于 2018-08-17 16:52
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DRV5023-Q1 DRV5023-Q1 数字...

DRV5023-Q1器件是一款斩波稳定霍尔效应传感器,能够在整个温度范围内提供具有出色灵敏度稳定性和集成保护特性的磁场感测解决方案。 当施加的磁通量密度超过B OP 阈值时,DRV5023-Q1开漏输出将会转低。输出将保持低电平,直到磁通量密度降至B RP 以下之后变为高阻抗。输出灌电流能力为30mA。反向极性保护高达-22V的宽工作电压范围(2.7至38V)使得此器件广泛适用于各种汽车应用。 该器件提供针对反向电源情况,负载突降以及输出短路或过流故障的内部保护功能。 特性 数字单极性开关霍尔传感器 符合汽车类应用的AEC-Q100标准 1级:T A=-40至125°C(Q,请参见器件命名规则) 0级:T A=-40至150°C(E,请参见器件命名规则) 反向输出选项(FI) 出色的温度稳定性 温度范围内的灵敏度为±10% 多个灵敏度选项(B OP /B RP ): 3.5 /2 mT(FA,FI,请参见器件命名规则) 6.9 /3.2 mT(AJ,请参见器件命名规则) 14.5 /6 mT(BI,请参见器件命名规则) 支持宽电压范围 2.7V至38V 无需外部稳压器 开漏输出(30mA灌电流) 35μs快速上电时间 小型封装尺寸 表面贴装3引脚小...

发表于 2018-08-17 16:49
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DRV5053-Q1 汽车类模拟双极霍尔效应传感...

DRV5053-Q1器件是一款斩波稳定霍尔IC,能够在整个温度范围内提供具有出色灵敏度稳定性和集成保护特性的磁场感测解决方案。 0V至2V模拟输出可对施加的磁感应强度做出线性响应,并且能够辨别磁场方向的极性。反向极性保护高达-22V的宽工作电压范围(2.7V至38V)使得此器件适用于广泛的汽车和消费类应用。 针对反向电源情况,负载突降和输出短路或过流提供内部保护功能。 特性 线性输出霍尔传感器 符合汽车应用要求的AEC-Q100标准 1级:T A=-40至125°C(Q,请见) 0级:T A=-40至150°C( E,请见) 出色的温度稳定性 温度范围内的灵敏度为±10% 高灵敏度选项: -11mV /mT(OA,请见) -23mV /mT(PA) -45mV /mT (RA) -90mV /mT(VA) + 23mV /mT(CA) + 45mV /mT(EA) 支持宽电压范围 2.7V至38V 无需外部稳压器 放大的输出级 2.3mA灌电流,300μA拉电流 输出电压:0.2V至1.8V B=0mT,OUT=1V 快速上电:35μs 小型封装尺寸 表面贴装3引脚小外形尺寸晶体管(SOT)-23(DBZ) 2.92mm×2.37mm 插入式3引脚统一封装(SIP)(LPG)...

发表于 2018-08-17 16:46
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DRV5013 DRV5013 数字锁存霍尔 I...

DRV5013 器件是一款斩波稳定霍尔效应传感器,能够在整个温度范围内提供具有出色灵敏度稳定性和集成保护特性的磁场感测 解决方案。 磁场由数字双极锁存输出表示。该集成电路 (IC) 配有一个灌电流能力达 30mA 的漏极开路输出级。反向极性保护高达 -22V 的宽工作电压范围(2.5 至 38V)使得此器件广泛适用于各种工业 应用。 提供针对反向电源情况、抛负载和输出短路或者过流的内部保护功能。 特性 数字双极锁存霍尔传感器 出色的温度稳定性 在温度范围内B OP ±10% 多种灵敏度选项(B OP /B RP ) 1.3 /-1.3mT(FA,请参见) 2.7 /-2.7mT(AD,请参见) 6 /-6mT( AG,请参见) 12 /-12mT(BC,请参见) 支持宽电压范围 2.5V至38V白血病 至125°C(Q,请见) 开漏输出(30mA灌电流) 35μs短暂上电时间 小型封装尺寸 表面贴装3引脚小外形尺寸晶体管(SOT)-23(DBZ) 2.92mm×2.37mm 插入式3引脚TO-92(液化石油气) 4.00mm×3.15mm 保护特性 反向电源保护(高达-22V) 支持高达40V负载 输出短路保护 输出电流限制 应用 电动工具 流量计 阀门和螺线管状态 无刷直流电机 接近感...

发表于 2018-08-17 16:44
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DRV5053 DRV5053 数字锁存霍尔效应...

DRV5053器件是一款斩波稳定霍尔IC,能够在整个温度范围内提供具有出色灵敏度稳定性和集成保护特性的磁场感测解决方案。 0V至2V模拟输出可对施加的磁感应强度做出线性响应,并且能够辨别磁场方向的极性。反向极性保护高达-22V的宽工作电压范围(至38V)使得此器件适用于广泛的和消费类应用。 针对反向电源情况,负载突降和输出短路或过流提供内部保护功能。 特性 线性输出霍尔传感器 出色的温度稳定性 温度范围内的灵敏度为±10% 高灵敏度选项: -11mV /mT(OA,请见) -23mV /mT( PA) -45mV /mT(RA) -90mV /mT(VA) + 23mV /mT(CA) + 45mV /mT(EA) 支持宽电压范围 至38V 无需外部稳压器 放大的输出级 2.3mA灌电流,300μA拉电流 输出电压:0.2V至1.8V B=0mT,OUT=1V 快速上电:35μs 小型封装尺寸 表面贴装3引脚小外形尺寸晶体管(SOT)-23(DBZ) 2.92mm×2.37mm 插入式3引脚系统级封装(SIP)(LPG) 4.00mm×3.15mm 保护特性 反向电源保护(高达-22V) 支持高达40V抛负载 输出短路保护 应用 流量计 对接调整 振动校正 减震...

发表于 2018-08-17 16:44
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PGA400-EP 增强型产品,具有微控制器的可...

PGA400-EP是一个针对压阻,应变仪和电容感测元件的接口器件。此器件组装有直接连接至传感元件的模拟前端并带有电压稳压器和振荡器。此器件还包括三角积分模数转换器,8051 WARP内核微处理器和OTP内存。传感器补偿算法可由软件执行.PGA400-EP还包括2个DAC输出。 特性 模拟特性 针对阻性桥式传感器的模拟前端 针对电容传感器的自振荡解调器 片上温度传感器 可编程增益 用于信号信道的16位,1MHz三角积分模数转换器 用于温度信道的10位,三角积分模数转换器 两个12位数模转换器(DAC)输出 数字特性 微控制器内核10MHz 8051 WARP核心每个指令周期2个时钟片载振荡器 内存8KB一次性可编程(OTP)内存89字节EEPROM 256字节数据SRAM 外设特性 串行外设接口(SPI?) 内置集成电路(I 2 C?) 一线制接口 两个输入捕捉端口 两个输出比较端口 软件安全装置定时器 振荡器安全装置 电源管理控制 模拟低压检测 一般特性 电源:4.5V至5.5V可操作,-5.5V至16V绝对最大值 塑料超薄四方扁平无引线(PVQFN)-36封装 支持工业感测应用 受控基线 一个组装和测试场所 一个制造场...

发表于 2018-08-17 16:40
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DRV5033-Q1 DRV5033-Q1 数字...

DRV5033-Q1器件是一款斩波稳定霍尔效应传感器,能够在整个温度范围内提供具有出色灵敏度稳定性和集成保护特性的磁场感测功能。 DRV5033-Q1对磁场两极方向的响应相同。当应用的磁通量密度超过B OP 阈值时,DRV5033-Q1开漏输出变为低电平。输出将保持低电平,直到磁通量密度降至B RP 以下之后变为高阻抗。输出灌电流能力为30mA。反向极性保护高达-22V的宽工作电压范围(2.7至38V)使得此器件广泛适用于各种汽车信号。 该器件提供针对反向电源情况,负载突降以及输出短路或过流故障的内部保护功能。 特性 数字全极开关霍尔传感器 符合汽车类应用的AEC-Q100标准 1级:T A=-40至125°C(Q,请见) 0级:T A=-40至150° C(E,请见) 出色的温度稳定性 在温度范围内B OP ±10% 多种灵敏度选项(B OP /B RP ): ±3.5 /± 2mT(FA,请参见) ±6.9 /±3.5mT(AJ,请参见) 检测南北磁场 支持宽电压范围 2.7V至38V 无需外部稳压器 开漏输出(30mA灌电流) 35μs快速上电时间 小型封装尺寸 表面贴装3引脚小外形尺寸晶体管(SOT)-23(DBZ) 2.92mm×2.37mm 插...

发表于 2018-08-17 16:39
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DRV5023 DRV5023 数字锁存霍尔效应...

DRV5023器件是一款斩波稳定霍尔效应传感器,能够在整个温度范围内提供具有出色灵敏度稳定性和集成保护特性的磁场感测解方法。 当应用的磁通量密度超过B OP 阈值时,DRV5023开漏输出变为低电平。输出将保持低电平,直到磁通量密度降至B RP 以下之后变为高阻抗。输出灌电流能力为30mA。反向极性保护高达-22V的宽工作电压范围(2.5至38V)使得此器件广泛适用于各种工业信号。 该器件提供针对反向电源情况,负载突降以及输出短路或过流故障的内部保护功能。 特性 数字单极性开关霍尔传感器 出色的温度稳定性 温度范围内的灵敏度为±10% 多个灵敏度选项(B OP /B RP ): 3.5 /2mT(FA,请参见) 6.9 /3.2mT(AJ,请参见) 14.5 /6mT(BI,请参见) 支持宽电压范围 2.5V至38V 无需外部稳压器 宽运行电压范围 T A=-40至125°C(Q,请见) 开漏 小型封装尺寸DBZ) 2.92mm×2.37mm 插入式3引脚TO-92(LPG) 4.00mm×3.15mm 保护特性 反向电源保护(高达-22V) 支持高达40V抛负载 输出短路保护 输出电流限制 应用 对接检测 门开关检测 接近感测 阀定位 脉冲计数 所有商...

发表于 2018-08-17 16:37
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PGA900 具有数字和模拟输出的可编程传感器信...

PGA900是一款面向电阻式检测应用的信号调节器。该器件适用于多种检测元件类型.PGA900通过两个模拟前端通道对其输入信号可以执行线性化,温度补偿及其他用户定义的补偿算法。经调节的信号可以三线制比例电压,绝对电压,二线制4-20mA电流回路或PWM的形式输出。该器件还可以通过SPI,I 2 C,通用异步收发器(UART)和2个通用输入输出(GPIO)端口访问数据和配置寄存器。此外,凭借独特的OWI,该器件可以通过电源引脚进行单线通信和配置,无需使用额外线路.PGA900的工作电压范围为3.3V至30V,工作温度范围为-40°C至+ 150°C。 特性 高精度,低噪声,低功耗,小尺寸阻性传感器信号调节器 用户可编程的温度和非线性补偿 片上ARM ? Cortex ? M0微处理器,允许用户开发和实现校准补偿标定算法 单线接口,支持通过电源引脚进行通信,无需使用额外线路 片上电源管理支持3.3V至30V的宽电源电压范围 工作温度范围:-40 °C至+ 150°C 存储器 8kB软件存储器 128字节EEPROM 1kB数据SRAM 传感器灵敏度可调节范围:1mV /V至135mV /V 两个独立的模拟前端(AFE)链,每个链包括: < li... 发表于 2018-08-17 16:35 ? 23次阅读 PGA300 PGA300 压力传感器信号调节器 PGA300器件提供了一个适用于压阻式和应力计压感元件的接口。该器件具有可编程模拟前端(AFE),模数转换器(ADC)和数字信号处理功能。这是一套完整的片上系统(SoC)解决方案,可直接连接传感元件。此外,PGA300器件还集成了稳压器和振荡器,最大程度地减少了解外部组件数。该器件采用三阶温度和非线性补偿实现高精度。凭借单线制串行接口(OWI),可以通过电源引脚实现外部通信,从而简化系统校准过程。集成DAC支持绝对电压,比例电压以及4mA至20mA的电流回路输出。 特性 模拟特性 适用于阻性桥式传感器的模拟前端 传感器灵敏度可调节范围:1mV /V至135mV /V 片上温度传感器 可编程增益 适用于信号通道的16位Σ-Δ模数转换器 适用于温度通道的16位Σ-Δ模数转换器 14位输出数模转换器(DAC) 数字特性 整个温度范围内的FSO精度&lt; 0.1% 系统响应时间&lt; 220μs 三阶偏移,增益和非线性温度补偿 诊断功能 集成EEPROM用于存储器件操作,校准数据和用户数据 外设特性 单线接口,可通过电源引脚进行通信,无需额外使用线路 4mA至20mA电流回路接口 比例电压输出和绝对电压输出 电源管理控制 模拟低压检测 ... 发表于 2018-08-17 16:33 ? 11次阅读 LMP93601 用于楼宇自动化的 LMP936... LMP93601是一款经优化的模拟前端(AFE),此模拟前端用于检测热电堆阵列(高达16 x 16)的占用情况,以及热电堆质量流量传感器。此AFE以非常适合于监控热电堆传感器的采样速率将出色噪声性能,低偏移电压,高增益和低功耗组合在一起。 LMP93601是一款采用超薄四方扁平无引线(WQFN)-24封装的高精度,16位,模数转换器(ADC)。此器件特有三个差分抗EMI输入,一个低噪声,高增益可编程增益放大器( PGA),一个电平位移电压源,一个内部基准和一个可编程采样速率.LMP93601通过一个SPI兼容接口实现的很多集成特性和简单控制简化了热电堆传感器信号的高精度测量。 特性 高增益,高达4096可编程 低增益误差漂移,&lt; 10ppm /°C 低偏移电压和漂移; 1uV,50nV /°C 低输入偏置电流,1.3nA 低输入偏移电流,120pA 针对电平位移的VCM输出信号,AVDD /3 三个差分抗电磁干扰(EMI)输入 16位三角积分(ΔΣ)模数转换器 低噪声性能,有效位数(ENOB)15.3位 四输出数据速率,高达1.3kSPS 针对ADC的零部件检测 li>单独的模拟和数字电源,2.7至5.5V 低流耗,1.1mA 低功率关断模式,&...

发表于 2018-08-17 16:31
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PGA411-Q1 PGA41x-Q1 具有内置...

PGA411-Q1器件是一款集成有激励器放大器和升压稳压器电源的旋转变压器数字转换器,能够激励和读取旋转变压器传感器上的正弦角和余弦角。凭借集成的激励器放大器和带保护的升压电源,PGA411-Q1器件消除了对大多数外部组件和无源组件的需求,从而降低了物料清单(BOM)成本并减小了在印刷电路板(PCB)上占用的空间。 此外,PGA411-Q1器件还可通过内部时钟生成正弦波,用以激励传感器。凭借模拟前端(AFE)的架构,用户能够获得10位或12位分辨率的角位置和速度输出.PGA411-Q1器件的高集成度还体现在为每个内部模块提供了相关诊断和保护。集成的诊断监视器可通过专用引脚将故障条件以中断信号形式发送给MCU。这些特性提升了旋变传感器选择方面的灵活性以及平台可扩展性。此外,PGA411-Q1是根据ISO 标准的要求设计的,适合功能安全应用。 特性 符合汽车应用标准 具有符合AEC-Q100标准的下列结果: 器件温度1级:-40℃至+ 125℃的环境运行温度范围 器件人体模型(HBM)静电放电(ESD)分类等级2 器件组件充电模式(CDM) ESD分类等级C4B 旋转变压器数字转换器(RDC) 激励器前置放大器和功率放大...

发表于 2018-08-17 16:27
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OPT3007 超薄环境光传感器 (ALS)

OPT3007是一款用于测量人眼可见光强度的单芯片照度计.OPT3007采用超小型PicoStar封装,因此该器件适用于狭小空间。 OPT3007具有固定的寻址方案,使该器件仅在连接四个引脚的情况下即可工作。因此,PCB设计人员能够针对主动传感器区域设计更大的开口。 传感器的精密光谱响应与人眼的明视响应高度匹配.OPT3007具有强烈的红外(IR)阻隔作用,在所有光源条件下均可测量人眼的可见光强度。对于需要将传感器安装在深色玻璃下的设计而言,这种红外阻隔功能还有助于保持高精度.OPT3007通常与背光IC或照明控制系统配合使用,能够为用户构建基于光的各项体验,可作为光电二极管,光敏电阻或低性能环境光传感器的理想替代产品。 凭借内置的满量程设置功能,无需手动选择满量程范围即可在0.01 lux至83k lux范围内进行测量。此功能允许在23位有效动态范围内进行光测量。 数字操作可灵活用于系统集成。测量既可连续进行也可单次触发。数字输出通过兼容I 2 C和SMBus的双线制串行接口进行报告。 特性 采用精密光学滤波,以与人眼匹配: 可阻隔99%(典型值)以上的红外线( IR) 自动满量程设置功能 测量范围:0.01 Lux至83,000 L...

发表于 2018-08-17 16:20
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PGA970 LVDT 传感器信号调节器

PGA970器件是一款具有高级信号处理功能的高集成度片上系统。该器件配有一个三通道,低噪声,可编程增益模拟前端,允许直接连接感测元件,后接三个独立的24位Δ-ΣADC。 此外,该器件包含的数字信号解调模块可连接到集成的ARM-Cortex M0 MCU,从而执行器件非易失性存储器中存储的定制传感器补偿算法。该器件可使用SPI,OWI,GPIO或PWM数字接口与外部系统通信。模拟输出通过一个14位DAC和可编程增益放大器来提供支持,从而提供基准或绝对电压输出。感测元件激励通过集成的波形发生器和波形放大器来实现。波形信号数据根据用户自定义存储在指定的RAM存储区。 除了主要的功能组件之外,PGA970器件还配有额外的支持电路,例如器件诊断,传感器诊断和集成型温度传感器。这些电路可共同为整个系统和感测元件提供保护及相关完整性信息。该器件还包含一个栅极控制器电路,可在系统电源电压超过30V时搭配外部耗尽型金属氧化物半导体场效应应晶体管(MOSFET)一同调节器件电源电压。 特性 模拟特性 适用于线性可变差动变压器(LVDT)传感器的可编程增益模拟前端 激励波形发生器和放大器 具有幅值和相位解调器的双路2...

发表于 2018-08-17 15:53
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DRV425 磁通门磁场传感器

DRV425专为单轴磁场感测需要快速切换频率的应用,而设计,可实现电气隔离式高灵敏度精密直流和交流磁场测量。该器件可提供独特且专有的集成磁通门传感器(IFG)。该传感器内置一个补偿线圈,支持±2mT的高精度感测范围,测量带宽最高可达47kHz。该传感器的低偏移,低漂移,低噪声特性与内部补偿线圈的精确增益,低增益漂移和极低非线性度相结合,可提供无与伦比的磁场测量精度.DRV425输出与感测到的场强成正比的模拟信号。 DRV425提供了一组完整采用,包括内部差分放大器,片上精密基准以及诊断功能,能够最大限度地减少组件数量并削减系统级成本。 DRV425采用带有PowerPAD的耐热增强型,无磁性,超薄四方扁平无引线(WQFN)封装来实现优化散热,并且在-40°C至+ 125°C的扩展工业温度范围内额定运行 特性 高精度、集成磁通门传感器: 偏移:±8μT(最大值) 偏移漂移:±5nT/°C(典型值) 增益误差: 0.04%(典型值) 增益漂移:±7ppm/°C(典型值) 线性度:±0.1% 噪声:1.5nT/√Hz(典型值) 传感器范围:±2mT(最大值) 范围和增益可通过外部电阻进行调节 可选带宽:47kHz 或 32kHz 精密基准: 精度:2%(最...

发表于 2018-08-17 15:50
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DRV421 具有集成磁通门传感器的 5 V、闭...

DRV421设计用于闭环磁流传感解决方案,可实现精密的隔离式直流和交流电流测量。该器件提供专有的集成磁通门传感器以及所需的模拟信号调节功能,从而最大限度减少组件数量和成本。磁通门传感器具有低偏移和漂移,再搭配上优化的前端电路,可提供无与伦比的测量精度。 DRV421提供驱动电流感测反馈环路所需的全部电路模块。传感器前端电路后跟一个滤波器,经配置可与各种磁芯搭配使用。该器件通过集成的250mA H桥来驱动补偿线圈,相比传统的单端驱动方式,可使电流测量范围扩大一倍。该器件同时提供精密基准电压和分流感测放大器,用以生成并驱动模拟输出信号。 特性 高精度,集成磁通门传感器 偏移和漂移:±8μT(最大值),±5nT /°C(典型值) 扩展电流测量范围 H桥输出驱动:5V时的典型值为±250mA 精密分流感测放大器 偏移和漂移(最大值):±75μV,±2μV/°C 增益误差和漂移(最大值):±0.3%,±5ppm /°C 精密基准 精度和漂移(最大值):±2%,±50ppm /°C 引脚可选电压:2.5V或1.65V 可选比例模式:VDD /2 磁芯消磁功能 诊断特性:超限和错误标志 电源电压范围:3.0V至5.5V 在-40°C至+125 °C...

发表于 2018-08-17 15:43
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OPT3101 基于 ToF 的远距离接近和距离...

OPT3101器件是一种高速,高分辨率AFE,适用于基于飞行时间的连续波接近感应和测距。该器件集成了完整的深度处理管道,包括ADC,时序序列器和数字处理引擎。该器件还具有内置照明驱动器,可覆盖大部分目标应用供电的绝佳器件。 在高环境抑制比下,该器件可支持非常高的环境条件,包括130klux的全日照条件。 时序序列器具有高度可配置性,能够针对特定应用提供功耗与性能之间的折衷。 该器件提供包含相位,振幅和环境测量结果的深度数据。校准子系统支持相位数据校准,从而校准温度和串扰导致的不准确性 特性 接近感应和距离测量 与各种光电二极管和发射极兼容 在15毫不模糊的范围内具有16位距离输出 高达4kHz的采样率 200nA满标量程信号电流 1kHz时具有88dB信号相位动态范围 支持高达200μA的直流环境,60dB的环境抑制(1kHz时) 不依赖于物体反射率的距离测量 通过去混叠技术使距离范围扩展多达75m 由可编程序列发生器提供时序灵活性 自适应HDR节省功耗并扩展距离范围 可配置事件检测和中断输出机制 通过I 2 C接口实现控制和数据传输 集成照明驱动器,具有高达173.6mA的可编程电流控制能力 集成用于校准的温度传感器 内置串扰校...

发表于 2018-08-17 15:13
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DRV401-Q1 适用于闭环应用的汽车类磁通门...

DRV401-Q1器件完全符合汽车应用要求并适用于电机控制驱动和电池监测系统。 与磁传感器搭配使用时,DRV401-Q1能够高精确度监测交流和直流电流。 可提供的功能包括:探头激励,探头信号的信号调节,信号环路放大器,补偿线圈的H桥驱动器和提供与初级电流成正比的输出电压的模拟信号输出级。它具有过载和故障检测功能,以及瞬态噪声抑制功能。 DRV401-Q1器件可直接驱动补偿线圈或与外部电源驱动器连接。因此,DRV401-Q1与传感器相结合,可用于测量各种大小的电流。 为维持最高精度,DRV401-Q1可在加电时根据需要对传感器进行去磁。 特性 汽车电子应用认证 具有符合AEC-Q100标准的下列结果: 器件温度1级:-40℃至+ 125℃的环境运行温度范围 器件人体模型(HBM)静电放电(ESD)分类等级1C 器件带电器件模型(CDM) ESD分类等级C6 单电源:5V 电源输出:H桥 专为驱动电感负载而设计 出色的直流精度 宽系统带宽 高分辨率,低温漂移 内置去磁系统 丰富的故障检测功能 外部高功率驱动器选项 紧凑型封装 所有商标均为其各自的商标拥有者。 参数 与其它产品相比?信号调节器 ? Operating Tem...

发表于 2018-08-17 11:49
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DRV401-EP 用于闭环磁流传感器的增强型产...

DRV401设计用于控制和处理来自VACUUMSCHMELZE GmbH&amp; Co.,Ltd。制造的特定磁流传感器的信号。 Co. KG(VAC)。提供各种电流范围和机械配置。结合VAC传感器,DRV401可以高精度地监控交流和直流电流。 提供的功能包括:探头激励,探头信号的信号调理,信号环路放大器,H桥驱动器补偿线圈和模拟信号输出级,提供与初级电流成比例的输出电压。它提供过载和故障检测以及瞬态噪声抑制。 DRV401可以直接驱动补偿线圈或连接到外部电源驱动器。因此,DRV401与传感器相结合,可以测量小到大的电流。 为了保持最高的精度,DRV401可以在上电和按需时对传感器进行消磁(消磁)。 特性 专为VACUUMSCHMELZE(VAC)传感器设计 单电源:5 V 电源输出:H-Bridge 设计用于驱动感应负载 出色的DC精度 宽系统带宽 高分辨率,低温漂移 内置消磁系统 广泛的故障检测 外部高功率驱动器选项 应用 发电机/交流发电机监控和控制 频率和电压逆变器 电机驱动控制器 系统功耗 光伏系统 支持国防,航空和医疗应用 受控基线 一个装配/测试现场 一个制造现场 军用( 55°C /125°C)温度范围(...

发表于 2018-08-10 17:44
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PGA309-HT 电压输出可编程传感器调节器,...

PGA309是为电桥传感器设计的可编程模拟信号调节器。模拟信号路径可以放大传感器信号,并通过外加应力(压力,应变等) )为零,跨度,零漂移,跨度漂移和传感器线性化误差提供数字校准。通过1线数字串行接口或2线行业标准连接进行校准。校准参数存储在外部非易失性存储器(通常为SOT23) -5),无需手动修整并可以实现长期稳定性。 全部模拟信号路径包含一个2 x 2输入复用器(mux),自动归零可编程增益仪表放大器,线性化电路,电压基准,内部振荡器,控制逻辑和一个输出放大器。可编程电平位移对传感器直流偏移做出补偿。 PGA309的内核是精密,低漂移,无1 /f噪声前端PGA(可编程增益放大器)。前端PGA +输出放大器的总体增益可在2.7V /V至1152V /V之间进行调节。可通过输入复用器来切换输入的极性以使传感器适应未知的极性输出。故障监控电路检测并发出传感器烧断,过载,和系统故障状态信号。 要获得参考应用信息,请参阅商用器件“PGA309用户指南” (文献号:SBOU024),此文件可从内下载。 特性 完整的桥式传感器调节器 电压输出:成比例或绝对值 数字计算:无电位器/传感器调整 传感器误差补偿 跨度,偏移和温度...

发表于 2018-08-10 17:43
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LMP 用于低功耗化学传感器应用的可配...

LMP器件是一种传感器AFE,适用于低功耗,分析传感应用。 LMP专为2电极传感器而设计。该器件提供了根据传感器的增量电压检测变化所需的所有功能。 LMP针对低功耗应用进行了优化,可在1.8 V至5.5 V的电压范围内工作。凭借其极低的输入偏置电流,它可优化用于pH传感器。此外,在没有电源电压的情况下,极低的输入偏置电流可以在连接到LMP时降低pH探头的劣化。两个保护引脚支持高寄生阻抗布线。根据配置,在测量pH时,器件的总电流消耗为50μA。 LMP采用16引脚TSSOP封装,工作温度范围为-40°C至+ 125°C。 特性 主动防护 主要规格除非另有说明,否则典型值为 T A=25°C,V S=(VDD-GND)=3.3 V pH缓冲器输入偏置电流(0...

发表于 2018-08-10 17:43
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LMP 用于 (NDIR) 遥感应用的...

LMP是一款双通道可编程集成传感器模拟前端(AFE),针对热电堆传感器进行了优化,通常用于NDIR应用。它在传感器和微控制器之间提供完整的信号路径解决方案,产生与热电堆电压成比例的输出电压。 LMP的可编程性使其能够以单一设计支持多个热电堆传感器,而不是多个分立解决方案。 LMP具有可编程增益放大器(PGA),“暗相”偏移消除和可调节共模发生器(1.15V或2.59V),可增加输出动态范围。 PGA提供167V /V至1335V /V的低增益范围以及1002V /V至7986V /V的高增益范围,使用户能够利用具有不同灵敏度的热电堆。低增益漂移(20 ppm /°C),输出失调漂移(G=1002 V /V时230 mV /°C),相位延迟漂移(300 ns)和噪声规格(0.1μVRMS0.1至10Hz)突出了PGA )。偏移消除电路通过向第二级的输入添加相等且相反的偏移来补偿“暗信号”,从而从输出信号中去除原始偏移。这种偏移消除电路可以优化ADC满量程的使用,并放宽ADC的分辨率要求。 LMP允许通过专用引脚A0和A1进行额外的信号滤波(高通,低通或带通)消除带外噪音。用户可以通过板载SPI接口进行编程。 LMP采用小尺寸1...

发表于 2018-08-10 17:40
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DRV411 用于闭环磁流传感器的传感器信号调节...

DRV411被设计成针对闭环电流传感器模块内的使用来调节InSb霍尔元件.DRV411为霍尔元件提供精密激发电路,以有效消除霍尔元件的偏移和偏移 - 漂移。这个器件还提供一个250mA H桥来驱动传感器补偿线圈,以及一个精密差分放大器来生成输出信号。相对于传统单端驱动方法,H桥250mA的驱动能力几乎将电流测量范围加倍。 霍尔传感器前端电路和差分放大器采用已获专利的偏移消除技术。这些技术,与高精度电压基准一起,大大改进了整个电流传感器模块的精度。可通过引脚选择输出电压以在由5V电源供电时支持一个2.5V输出,以及用于3.3V传感器的1.65V输出。 为了实现最佳散热,DRV411采用具有PowerPad的耐热增强型4mm x 4mm QFN和TSSOP-20封装.DRV411可在-40°C至+ 125°C的完全扩展工业用温度范围内运行。 特性 针对对称霍尔元件进行了优化(例如,AKM HW-322,HW-302,或相似元件) 旋转电流霍尔传感器激发 霍尔传感器偏移和漂移的消除 1 /f噪声的消除 扩展电流测量范围 H桥驱动能力:250mA 精密差分放大器: 偏移和漂移:最大值100μV(最大值) 系统带宽:200kHz :0.2%(最大值) 漂移:50ppm /°C(最...

发表于 2018-08-10 17:39
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阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?  第2张

阻抗传感器:阻抗传感器,阻抗换能器,impedance transducer,音标,读音,翻译,英文例句,英语词典

细胞阻抗传感器
化学阻抗传感器
阻抗免疫传感器
阻抗传感器

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1) impedance transducer

阻抗传感器,阻抗换能器
例句>>

2) impedance sensor

阻抗传感器

1.

The test media are diesel fuel and water with 10 different flow rates and from 10% to 100% range of watercut changes;Experiments of impedance sensor were conducted in the device at five near-horizontal angles or inclinations(i.

设计了小管径多相流实验装置,实验介质是柴油和水,设置了分别为3~60 m3/d的10种流量,含水率变化范围10%~100%;分别为85°、88°、90°、92°、95°等近水平状态下的5个角度对阻抗传感器进行了实验。

更多例句>>

3) Impedance of PZT transducer

换能器阻抗

4) High-impedance sensor

高阻抗传感器

5) impedance variant sensors

变阻抗传感器

6) tire tread impedance sensor

胎面阻抗传感器

1.

The sensors including integrated MEMS sensors,tire tread impedance sensors,ultrasonic sensors,electromagnetic sensors,wireless passive surface acoustic wave sensors and virtual sensor were introduced,and their present development,and their working principles,advantages and disadvantages were described in detail.

介绍了目前研究较多的集成MEMS传感器、胎面阻抗传感器、超声波传感器、电磁传感器、无源无线声表面波传感器和虚拟传感器的发展,阐述了工作原理和优缺点。

补充资料:变压器式传感器
  利用变压器作用原理把被测位移转换为初、次级线圈互感变化的变磁阻式传感器。它由两个或多个带铁心的线圈构成,初、次级线圈间的互感能随衔铁或两个线圈间的相对移动而改变。当用适当频率的电压激励初级线圈时,次级线圈的输出电压将随互感的改变而变化,从而将被测位移转换为电压输出。这种传感器在使用中常采取两个同名端串接的次级绕组线圈,以差动方式输出,所以又称为差动变压器式传感器。变压器式传感器的特点与电感式传感器相同,有时亦称电感式传感器。但变压器式传感器在设计上具有更大的灵活性,应用更为广泛。旋转变压器、感应同步器、自整角机都属于变压器式传感器。变压器式传感器主要用于测量位移和能转换成位移量的力、张力、压力、压差、加速度、应变、流量、厚度、比重、转矩等参量。
  

说明:补充资料仅用于学习参考,请勿用于其它任何用途。

参考词条

阻抗负载传感器
PZT换能器阻抗
负阻抗换能器
换能器输入阻抗
阻抗变换器
阻抗换纬器

?2011 dictall.com

阻抗传感器:传感器的输出阻抗都了解多少呢?  第3张

阻抗传感器:阻抗式结构性传感器

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1、传感器,1 阻抗式结构型传感器的敏感元件 2 电阻应变式传感器 3 电容式传感器 4 电感式传感器 5 调理电路 6 微机械传感器 7 阻抗式结构型传感器应用与设计示例,阻抗式结构型传感器技术,电感式传感器,阻抗式结构型传感器的敏感元件,1.1弹性敏感原件的主要性能: 1.弹性特性 (式中:F表示施加于敏感元件的力或力矩,为变形量或位移) 2.灵敏度和刚度 敏感元件的刚度是灵敏度的倒数。,3.谐振频率 注:敏感元件的谐振频率可由计算获得,但必须由实验校正。 4.弹性滞后和后效 5.安全系数 注:安全系数越大,敏感元件的过载能力越强,但可能体积越 大,越笨重。一般以1.55为宜。 6.其他,1.

2、2常用弹性元件的结构和性能 1.基本拉压: 材料受力变形的最基本形式是拉压变形,由下式计算: 等截面杆件、等壁厚圆筒可视为基本拉伸结构。设计时应满足: 2.弹性梁: 悬臂梁:变形以弯曲为主的结构称为弹性梁 只有一端支承的梁称为悬臂梁结构, 如图所示。,等强度梁:由上式可以看出,等截面梁测试点的应力和应变均与位置Lo有关,使用时不够方便, 为此可以设计等强度梁,如上图所示,使得:,则:梁各处的应力相等,应变也相等。因此,使用时 可以不考虑测试点的位置。,1.2常用弹性元件的结构和性能(2),这时有:,两端固定梁:有较高的刚性和承载能力,两端固定梁是一种静 不定系统,常用梁中点位置作为测试点,称为

3、中断面。,最大挠度也发生在a断面,为:,1.2常用弹性元件的结构和性能(3),3.环形结构:(圆环形结构和扁环形结构) 圆环形结构,扁圆环形结构,注:扁环的应力和应变可采用圆环计算方法。,1.2常用弹性元件的结构和性能(4),4.膜片式结构,膜受载后变形,中心的挠度0最大。设膜厚为h, 1)如果0/h1/3,则可按厚膜计算,厚膜的变形以弯曲为主, 膜的拉压处于次要地位; 2)如果0/h5,则按薄膜计算,认为薄膜是柔软的,无弯曲 刚度和弯曲应力,膜的变形以拉压为主。,平膜(平膜适合于测量受均布载荷的情形 ),在集中载荷p的作用下,,1.2常用弹性元件的结构和性能(5),在膜中心r=0处,膜的切向

4、应力和径向应力相等,切向应变和径向应变也相等,而且达到正的最大值,为:,在膜片边缘r=R处,膜的切向应力和径向应力、切向应力都达到 负的最大值,而切向应变为零:,1.2常用弹性元件的结构和性能(6),可见,径向应力和应变有一拐点,拐点在r=0.573R处,此时r0,r0,使用单轴应变计时应避开这个点。,平膜片的挠度为:,可见,中心r=0处挠度最大,为:,平膜片的最小自振频率为:,1.2常用弹性元件的结构和性能(7),带有硬中心的膜片,特征:膜的中心很厚,可以认为是刚体 ,如图所示:,硬中心的挠度仍然最大:,最大弯曲应力发生在硬心的边缘和膜 片的边缘:,1.2常用弹性元件的结构和性能(8),5.

5、弹性谐振元件,1)两端固定弦的振动频率可用下式计算:,2)两端固定矩形截面振动梁的固有频率按下式计算:,6.其它,1.3弹性敏感元件的材料,高弹性合金和恒弹性合金,石英和硅,硅合金,1.2常用弹性元件的结构和性能(9),电阻应变式传感器,电阻应变式传感器的工作原理基于四个基本的转换环节:力(F) 应变() 电阻变化(R) 电压输出(V)。,1. 导电材料的电阻应变效应,通过对上式两边取对数后再作微分,即可求得其电阻相对变化:,图2.10 导体受位伸后的参数变化,令(ll)=,(dAA)2(drr)=2 。 带入上式可得:,2.1 电阻应变计的基本原理与结构,金属材料的电阻率相对变化与其体积相对

6、变化之间有如下关系:,式中C布里奇曼常数,由材料和加工方式决定,因此,代人式(234),并考虑到实际上面RR,故可得,式中 Km(2)C(12)金属丝材的应变灵敏系数 (简称灵敏系数)。 上式表明:金属材料的电阻相对变化与其线应变成正比。 这就是金属材料的电阻应变效应。,2.1 电阻应变计的基本原理与结构(2),2 .电阻应变计的类型,常见的电阻应变式传感器是带有封装结构的敏感元 件,称为应变片,图2.11 典型应变计的结构与组成 (a) 丝式(b)箔式(c)半导体 1敏感栅 2基底 3引线 4盖层 5粘结剂 6电极,如图2.11所示,敏感栅是实现应变电阻转换的敏感元件。图中l表示栅长,b表示

7、栅宽,一般在25mm之间。其电阻值一般为100。通常用粘结剂将它固结在纸质或胶质的基底上。基底的作用是保持敏感栅固定的形状、尺寸和位置,应变计工作时,基底起着把试件应变准确地传递给敏感栅的作用。基底很薄,一般为0.020.04mm 。引线与测试电路连接,通常取直径约0.10.15mm的低阻镀锡铜线,并用钎焊与敏感栅端连接。盖层是纸质或胶质的保护层,起着防潮。防蚀、防损等作用。,2.1 电阻应变计的基本原理与结构(3),3.应变计的使用,粘贴工艺:准备涂胶贴片复查接线防护,粘结剂的主要功能是要在切向准确传递试件的应变。一般要求具备:(1)与试件表面有很高的粘结强度,一般抗剪强度应大于9.8MPa

8、;(2)蠕变、滞后小,温度和力学性能参数要尽量与试件相匹配;(3)抗腐蚀,涂刷性好,固化工艺简单;(4)电绝缘性能、耐老化与耐温耐湿性能均良好。,非粘贴式应变计和粘贴式应变计,注:常温和高温时的区别,2.1 电阻应变计的基本原理与结构(4),2.2 电阻应变计的主要特性:,1.静态特性,灵敏系数(K),必须指出,应变计的灵敏系数K并不等于其敏感栅整长应变丝的灵敏系数Km。一般情况下,KxKm。这是因为,在单向应力产生双向应变的情况下K除受到敏感栅结构形状、成型工艺、粘结剂和基底性能的影响外,尤其受到栅端圆弧部分横向效应的影响。应变计的灵敏系数直接关系到应变测量的精度。因此值通常采用从批量生产中

9、每批抽样,在规定条件下通过实测确定即应变计的标定;故K又称标定灵敏系数。上述规定条件是:试件材料取泊松比。0.285的钢;试件单向受力;应变计轴向与主应力方向一致。,x应变计轴向应变; Kx 应变计的灵敏系数。,机械滞后(Zj),通常在室温条件下,要求机械滞后 Zj310。实测中,可在测试前通过多次重复预加、卸载,来减小机械滞后产生的误差。,蠕变()和零漂(PO),蠕变反映了应变计在长时间工作中对时间的稳定性,通常要求 315s。,2.2 电阻应变计的主要特性(2),应变极限(lim),非线性误差达到10时的真实应变值称为应变极限lim。如图2.14所示。应变极限是衡量应变计测量范围和过载能力

10、的指标,通常要求lim8000。,图2.14应变计的极限应变特性,2.动态特性,实际衡量应变计动态工作性能的另一个重要指标是疲劳寿命。它是指粘贴在试件上的应变计,在恒幅交变应力作用下,连续工作直至疲劳损坏时的循环次数,用N表示。它与应变计的取材、工艺和引线焊接、粘贴质量等因素有关,一般要求N次。,2.2 电阻应变计的主要特性(3),温度效应及其热输出,设工作温度变化为t,则由此引起粘贴在试件上的应变计电阻 的相对变化为,上式即应变计的温度效应;相对的热输出为,一般at2010-6C-1,若s=1110-6C-1、t=1510-6C-1,t5,取K2则t=202+(15-11) 5

11、10-6=70 u。热输出通常可以造成10%以上的误差,因此必须采取相应措施消除。,2.3 电阻应变计的温度效应及其补偿,热输出补偿方法,.自补偿法,(1)单丝自补偿 通过改变敏感栅的合金成份及热处理规范来调整t、t能与试件材料的s相匹配,使应变丝材料满足,结构简单,使用方便,但通用性差,应变丝制造工艺较复杂。,(2).双丝自补偿应变计电阻R由两部分 电阻Ra和Rb组成,即 R=RaRb,这种应变计的特点与单丝自补偿应变计 相似,但只能在选定的试件上使用。,.电路补偿法补偿法,2.3 电阻应变计的温度效应及其补偿(2),图2.16双丝半桥式热补偿应变计 图2.17 补偿块半桥热补偿应变计,(1

12、)双丝半桥式,(2)块补偿式,(3)其它,2.3 电阻应变计的温度效应及其补偿(3),电容式传感器,31电容式传感器的原理与结构,1.电容式传感器的原理,若被测量的变化使式中、A、r三个参量中任意一个发生变化时,都会引起电容量的变化,再通过测量电路就可转换为电量输出。因此,电容式传感器可分为变极距型、变面积型和变介质型三种类型。,2变极距型电容传感器,图2.19 膜片结构电容传感器,球面上,宽为dr,长为2r的窄环与固定片所 构成的局部电容为:,图2.20 电容压力传感器两种结构 a ) 双圆形膜结构 b ) 环形膜结构,式中,d为电容极板起始间距。 在y/dl时,根据泰勒级数展 开式,可近似

13、取为,则挠曲时的总电容为起始电容加上增量电容,即,最后可得电容相对变化为,31电容式传感器的原理与结构(2),3. 变面积型电容传感器,图2.21圆筒电容传感器,(1).圆筒形电容器如图所示, 这种传感器的电容为,图2.22 变面积型差动式结构 (a)扇形平板结构 (b)柱面板结构,(2)C的初始位置必须保证 与A、B的初始电容值相同。 对图(a)有:,对图(b)有,31电容式传感器的原理与结构(3),4变介质型电容传感器,图2.23薄膜型陶瓷湿敏传感器,常用的金属氧化物材料是三氧化二铝(Al2O3)和五氧化二钽(Ta2O5)。薄膜型湿度传感器响应很快,但高温环境下宜采用钽电容式湿敏传感器。,

14、(a)电介质插入式,图2.24为原理结构。图2.24(a)中两平行极板固定不动,极距为0,相对介电常数为r2的电介质以不同深度插人电容器中,从而改变两种介质的极板覆盖面积。传感器的总电容量C为两个电容C1和C2的并联结果:,31电容式传感器的原理与结构(4),3.2应用中存在的问题及其改进措施,1变极距型平板电容传感器线性问题,当传感器的r和A为常数,初始极距为0,由式2.43知其 初始电容量C0为,当动极端板因被测量变化而向上移动使0减小0时, 电容量增大C则有:,可见,传感器输出特性Cf()是非线性的。电容相对变化量为:,如果满足条件(/0)1,式(2-54)可按级数展开:,图2.25 变

15、极距型传感器的非线性,略去高次(非线性)项,可得近似的 线性关系和灵敏度S分别为:,如果考虑式(255)中的线性项及 二次项,则, R2=R3=R4=0)。最大非线性误差:,若采用半导体应变计,设K=120,其他条件同上,则,由此可见: 采用金属应变计,在一般应变范围内,非线性误差l。故在此允许的非线性范围内,金属应变计电桥的电压输出特性可由式(2-105)表示成线性关系。 采用半导体应变计时,由于非线性误差随K而大增,必须采取补偿措施。,由此引起的相对误差为:,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(4),3电桥的非线性误差及其补偿,电桥的供电电压为:,设电桥为全等臂,电桥的输出为:,略去

16、 R ,则可得线性输出:,可得恒流源电桥非线性误差为 :,通过计算,非线性误差明显减小了,1)恒流源补偿法,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(3),可见,四臂差动工作,不仅消除了非线性误差,而且输出为单臂工作是的4倍。此外,差动电桥还能有效地消除或补偿温度引起的误差。提高灵敏度、降低非线性误差、有效地补偿温度误差是差动技术的特点,在电桥测量中有广泛的应用。,四壁差动电桥,2)差动电桥补偿法,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(4),4.信号调理电路,对于桥路电压的放大,一般采用图中所示仪表放大器(或称仪器放大器、数据放大器)电路解决。,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(5

17、),5交流电桥,1)紧耦合电感电桥(Blumlein电桥),图中所示为用于电容传感器测量的紧耦合电感臂电桥。其结构特点是两个电感桥臂互为紧耦合。电桥输出电压的一般表达式为:,当电桥带高阻抗负载(ZL)时,将Z1/jC,ZC/jC2,Z/ZC/C,Z12jL,耦合系数K1代入上式得,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(6),铽性曲线如图所示。谐振点在 即 处。谐振点左侧 时,灵敏度与 成正比;在谐振点右侧 时,灵敏 度趋向于2,呈水平特性。为了有高的稳定性,应使 增大;当 的值大于2时,电源频率或电感的变化将不会引起灵敏度变化。,紧耦合电感电桥抗干扰性好、稳定性高,目前已广泛用于电容式传感

18、器中,同时它也很适合较高载波频率的电感式和电阻式传感器使用。,电桥灵敏度为:,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(7),2)电容传感器测量电桥,电桥的空载输出电压为,对变极距型电容传感器,,代入上式得,可见,对变极距型差动电容传感器的变压器电桥,在负载阻抗极大时,其输出特性呈线性。,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(8),3)电感传感器测量电桥,自感式传感器常用的交流电桥有以下几种:,输出端对称电桥,(a)一般形式 (b)变压器电桥,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(9),源端对称电桥,电桥得输出电压为,设工作时,则有,这种电桥由于变压器次级接地,可避免静电感应干扰,但由

19、于开路时电桥本身存在非线性,故只适用于示值范围较小的测量。,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(10),4)电容式和电感式传感器的辨向电路,图2.59 相敏检波电路 (a)带相敏检波的交流电桥 (b)实用电路,5.1 电桥式测量电路(直流与交流电桥)(11),52 阻抗式传感器的差动结构 1电阻应变式传感器的差动结构,如图所示为典型的应变式传感器差动结构。梁的上下表面各贴一个应变片R1、R2,梁受力矩M的作用发生弯曲变形,上表面受拉,R1的电阻变大,下表面受压,RB的电阻变小。一般R1、R2为规格相同的应变片,则:R1-RB=2R,因此,灵敏比只有一个应变片R1时提高一倍。通常R1、R2

20、接入图所示的电桥,构成差动电桥。,差动式应变梁,2电容式传感器的差动结构,变极距型差动式结构,图中所示为差动结构,动极板置于两定极板之间。初始位置时,120,两边初始电容相等。当动极板向上有位移时,两边极距为10,20;两组电容一增一减。,电容总的相对变化量为:,略去高次项,可得近似的线性关系,相对非线性误差为,差动式比单极式灵敏度提高一倍,且非线性误差大为减小。由于结构上的对称性,它还能有效地补偿温度变化所造成的误差。,52 阻抗式传感器的差动结构(2),3差动式自感传感器,图2.62 差动自感传感器 (a)气隙式;(b)变截面式; (c)螺管式 1,2线圈;3铁芯或磁性套管;4衔铁,传感器

21、的灵敏度为,采用差动式结构,除了可以改善非线性、提高灵敏度外,对电源电压与频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用,从而提高了传感器的稳定性。,52 阻抗式传感器的差动结构(3),5.3 电流电压积分差动电路,1积分电路,常用这种电路构成数字式测量电路,将输出uo为作为比较器的一个输出,当ui接入时,电路开始计时,当uo达到某一电平时,比较器翻转,作为计数中止信号中止计时。此时,电容C为:,由式可以看出,电容C的大小与积分时间成正比。常将uo作为比较器的输入控制计时器,构成数字式测量电路。根据这各电容充放电的原理,可以设计各种差动式测量电路。,2双T二极管交流电桥,U是高频电源,提供幅值为U

22、的对称方波(正弦波也适用);D1、D2为特性完全相同的两个二极管,R1R2R;C1、C2为传感器的两个差动电容。在电源的正半周,D1导通,D2截止,结果C1充电,C2放电,RL的电流为I1、I2之和;在电电源的负半周,D2导通,D1截止,结果C2充电,C1放电,RL的电流为I1、I2之和。当传感器没有位移输人时,C1C2,RL在一个周期内流过的平均电流为零,无电压输出。当C1或C2变化时,RL上产生的平均电流将不再为零,当因而有信号输出。其输出电压的平均值为:,该电路适用于各种电容式传感器。,5.3 电流电压积分差动电路(2),3 脉冲调宽电路,图2.66差动脉冲调宽电路,图中C1和C2为传感

23、器的两个差动电容。线路由两个电压比较器IC1和IC2,一个双稳态触发器FF和两个充放电回路R1C1和R2C2(R1R2)所组成;Ur为参考直流电压;双稳态触发器的两输出端电平由两比较器控制。,5.3 电流电压积分差动电路 (3),当C1C2时,各点的电压波形如图(a)所示,Q和两端电平的脉冲宽度相等,两端间的平均电压为零。当C1C2时,各点的电压波形如图(b)所示,Q、两端间的平均电压(经一低通滤波器)为,式中:Tl和T2分别为Q端和端输出方波脉冲的宽度,亦即C1和C2的充电时间。,这种线路不需要载频和附加解调线路,无波形和相移失真;输出信号只需要通过低通滤波器引出;直流信号的极性取决于C1和

24、C2;对变极距和变面积的电容传感器均可获得线便输出。这种脉宽调制线路也便于与传感器做在一起,从而使传输误差和干扰大大减小。还可以用2524系统或555定时期设计脉宽市制测量电路。,5.3 电流电压积分差动电路 (4),54 直接放大,1.运算放大器直接放大,对变极距型电容传感器( )这种电路的输出为:,配用运算放大器测量电路的最大特点是克服了变极距型电容传感器的非线性。,2.专用集成电路,MS3110电容通用读出集成电路,整个芯片单一5伏供电,V2P25是内部2.5伏分压,VNEG就是地电位。图中二路V2P25/VNEG相位相反,在时序控制下轮流接通V2P25和VNEG。相敏整流部分未标出,包

25、含在图中低通滤波器部分中。该电路的增益(Gain)、带宽(BW)、输出直流偏置(Offset)都可程控。该电路对敏感电容的分辨率为4.0 aF/Hz。,直接放大电路不象电桥一样可以设置调零措施,但随着嵌入式系统的应用,可以在软件中进行调零,还可以根据情况在软件中设置测量的灵敏度。,54 直接放大 (2),3.频率式测量电路:,调频电路原理图,调频电路的灵敏度较高,可测至0.01级位变化量;频率输出易于得到数字输出而不需要A/D转换器;能获得高电平(伏特级)直流信号,抗干扰能力强,可以发送、接受实现遥测遥控。但调频电路的频率受温度和电缆电容影响较大,需采取稳频措施,要求各元件参数稳定、直流电源电

26、压稳定,电路较复杂,频率稳定度也不可能很高,约为,因此精度为0.1%1% 。电平电路输出非线性较大,需用线性化电路进行补偿。,54 直接放大(3),微机械传感器,61 微机电系统的分类和特点,微机电系统是指总尺度在毫米级以下的机电系统,右面是以尺度为标准的分类:,微机械系统有以下特点: 微机械中起主导作用的力是表面力。 材料不同。 能源供给。 微机械传感器的信号获取、传输都与传统传感器不同。 制品的性能不同。 微机电系统的设计理论和制造方法与普通传感器不同。 微机械传感器的应用领域更为广泛。,61 微机电系统的分类和特点(2),62微机械传感器的制造技术 基本工艺有:生长、掺杂、腐蚀、刻蚀、淀

27、积、牺牲层、键合、制膜。 其中光刻、腐蚀、键合、制膜是最基本的方法。 1.光刻(LIGA)技术:光刻的原理是光只对掩膜版上的透明区起作用,掩膜版下面是一层光敏,受光照后可以显影,被光照的区域在显影过程中被溶解,原来被掩盖的就暴露出来,以便进一步的工艺处理。 2.键合技术:可分为阳极键合和熔融键合,阳极键合的原理是在一定温度(键合温度)、电流作用下,在两个零件的接触面发生化学反应,形成牢固的固相键合,接合强度相当于接合件原材料本身的强度。熔融键合的方法是将需接合的元件的加热到一定温度,使接合表面处于熔融状态,分子力将导致元件的接合。 3.腐蚀:腐蚀方法可分为干法刻蚀(惰性气体腐蚀)和湿法腐蚀(化

28、学溶液腐蚀)。其中最重要的是湿法腐蚀。湿法腐蚀又可分为各向同性腐蚀和各向异性腐蚀。,4.薄膜生成技术:薄膜生成技术用以在硅衬底的表面上制用各种薄膜,可分为物理淀积法和化学淀积法两种。常用的物理淀积法有真空蒸镀和溅射镀膜。化学淀积法主要是气相淀积法,使淀积的化合物(如卤化物)升华为气体,与载体气体在高温环境中化学反应,生成固态淀积物质并使之淀积在衬底上,形成膜。又分为常压淀积法、低压淀积法和等离子淀积法。 5.牺牲层技术:其方法是将多层膜组合在一起,设法腐蚀掉两层薄膜中下面(或是里面)的一层,在膜与衬底之间或膜与膜之间形成内部的空腔。被腐蚀掉的一层称为牺牲层。,薄膜生成技术和牺性层技术合称表面成

29、型技术,6.2微机械传感器的制造技术(2),63 微机械传感器的结构和原理,1电容式硅微加速度传感器原理,电容式硅微加速度传感器(平衡式),微硅加速度传感器的工作原理与一般常用的加速度传感器如液浮摆式加速度传感器、石英加速度传感器、金属挠性加速度传感器等的工作原理基本一样,都有一个质量摆敏感加速度,并转换为电容信号。但硅微电容式加速度传感器多为力平衡式传感器,目前它的敏感部可分为单摆式结构、梳齿结构、跷跷板式结构。,2压阻式加速度传感器,硅压阻式加速度传感器,压阻式加速度传感器的弹性元件一般采用硅梁外加质量块,质量块由悬臂梁支撑,并在悬臂梁上制作电阻,连接成测量电桥。在惯性力作用下质量块上下运

30、动,悬臂梁上电阻的阻值随应力的作用发生变化,引起测量电桥输出电压变化,一种应用SDB 技术和多晶硅淀积的一种体加工三轴加速度计的结构如图 所示。,在4 根梁上做扩散电阻,对于垂直板块方向(即z方向) 的加速度,4 个电阻一致增加或减小,而当板块受到平行板块方向(即x 、y 方向) 的加速度时,板块绕外框架发生扭转,4个电阻中,某两个增大,另两个减小,将这4 个电阻按一定次序组成惠斯通电桥,即可测试加速度。电阻及导线用掺杂扩散的方法获得。,63 微机械传感器的结构和原理(2),3硅热电耦式加速度传感器,硅微热电耦式加速度传感器,热源处于硅片的中央,硅片悬在空穴中间。在热源的四周均匀分布有热电耦堆

31、(铝/多晶硅)。图中的加速度传感器上有两路信号,一路是测量X 轴加速度的,另一路是测量Y 轴加速度的。在没有加速度的情况下。热源的温度梯度均匀分布,对四周的热电耦而言,温度是一样的,输出的电压也是一样的,热自由交换。任何方向的加速度将打破温度分布平衡,使之分布不平衡,输出的电压也将随之改变。热电耦输出的电压差和加速度成正比例。,63 微机械传感器的结构和原理(3),4硅微光波导加速度传感器,隧道效应式加速器传感器,图 (a) 为加速度传感器的原理图、图 (b) 为结构示意图。射入波导1 的一束光,到达分束器时,分为透射和反射两个部分,其中反射部分进入波导4 ,并到达光探测器2。,透射部分进入波

32、导2,波导2穿过悬臂梁的顶部,然后经过一个微小的空气间隙耦合到波导3 ,当探测器1作用时探测进入波导3的光强。当加速度为零时,波导2和波导3端面正对,此时经空气间隙耦合进入波导3的光最强。因为空气间隙距离仅有几个微米,可以认为从波导2 出射的光完全照射在波导3的端面上。进入波导3 的光强度仅同波导3 界面的反射率有关。当加速度不为零,在质量块惯性力作用下,悬臂梁将发生弯曲,波导2和波导3相对截面间将发生微小位移,位移量的大小是加速度的函数。可以近似认为波导3截面上的光入射角不随加速度的大小变化。耦合到波导3的光强仅同二者正对截面大小有关,通过测量波导3光强的变化可以得到相应的加速度值。,63

33、微机械传感器的结构和原理(4),5隧道电流式加速度计,隧道式电流型加速度计是将微机械加工的硅结构与基于电子隧穿效应的新的高灵敏测量技术结合在一起形成的。其基本原理是利用在窄的真空势垒中的电子隧穿效应。在距离接近原子线度的针尖与电极之间加一电压,电子就会穿过两个电极之间的势垒,流向另一电极,形成隧道电流。隧道电流对针尖与电极之间的距离变化非常敏感,距离每减小0.1 nm,隧道电流就会增加一个数量级,由此可做出灵敏度非常高的微机械加速度计。,63 微机械传感器的结构和原理(5),结构型阻抗式传感器示例,7.1电阻应变式传感器,电阻应变式传感器的应用,1)将应变片粘贴于被测构件上,直接用来测定构件的

34、应变和应力。 2)将应变片贴于弹性元件上,与弹性元件一起构成应变式传感器。,图2.77 电阻应变式加速度传感器 1壳体 2质量块 3悬臂梁 4应变片 5阻尼,图中是一种典型的结构型传感器,也是典形的加速度传感器的结构,其中,质量块的作用是敏感加速度并将其转换为对弹性梁的作用力;因此是敏感元件,弹性梁的作用将力转换为变形以便于电阻应变计的测量,因此,弹性梁和应变计都是转换元件。利用这种结构还可以设计电容式和电感式加速度传感器。,7.2电容式传感器,1.电容式水果质量传感器,电容式水果质量传感器,图为实现水果无损检测的测量电路原理图,正弦波发生器输出的驱动电流I流过由标准电阻Rb 和被测水果作为介

35、质的电容器Z构成的串联电路,通过2个具相同增益的K的差分放大器输出E1E2,可测得水果的特性参数为:,达到水果分选的目的。,2.电容式倾角传感器,一种液态电极差动电容式倾角传感器件结构如图所示。当可转动电极(1) 绕轴心转动时, 其分别与固定电极(2) (3) 构成的电容C1、C2 发生差动变化, 通过测量电容量随倾角的,变化而实现对倾角变化量的检测。图2 所示为一维液态电这种传感结构,以夹层腔体中液态导电体(1)作为电容运动电极, 配合固定电容电极2、3以及在其表面的电介质层, 构成差动可变电容结构,当传感器绕其工作轴转动时,可变电容的电容量发生差动变化。经差动脉冲宽度调制电路处理后, 即可

36、得到相对于角度变化的线性电压。,液态电极差动电容结构原理图,7.2电容式传感器(2),3.电容式差压传感器,电容式差压传感器原理结构,由两个玻璃圆盘和一个金属(不锈钢)膜片组成。两玻璃圆盘上的凹面深约25?m,其上各镀以金作为电容式传感器的两个固定极板,而夹在两凹圆盘中的膜片则为传感器的可动电极,则形成传感器的两个差动电容C1、C2。当两边压力p1、p2相等时,膜片处在中间位置与左、右固定电容间距,相等,因此两个电容相等;当p1p2时,膜片弯向p2,那么两个差动电容一个增大、一个减小,且变化量大小相同;当压差反向时,差动电容变化量也反向。这种差压传感器也可以用来测量真空或微小绝对压力,此时只要

37、把膜片的一侧密封并抽成高真空(10-5Pa)即可。,7.2电容式传感器(3),4.电容式接近开关,电容式接近传感器,主要高频振荡器、整流器、整形和放大电路组成。电源接通时,RC振荡器不振荡,当一目标朝着电容器的电靠近时,电容器的容量增加,振荡器开始振荡。通过后级电路的处理,将振和振荡两种信号转换成开关信号,从而起到了检测有无物体存在的目的。,7.2电容式传感器(4),7.3电感式传感器,1.深亚微米精度电感式位移传感器,(a) 传感器结构示意图(b) 半桥工作原理 差动自感式微位移传感器原理图,线圈的电感可用下式计算:,h为线圈的高度;R、r为线圈的外径和内径;L0 为线圈初始电感;t0 为铁

38、芯位于该线圈中的初始长度。可见线圈电感量的变化正比于测杆位移的变化t 量. 并且当测杆上升时,单个线圈(以下面的线圈为例) 阻抗减小, Z=Z Z;当测杆下降时,线圈阻抗增加Z=Z,2.自感式电动阀门扭矩测量系统,图2.85感式扭矩测量装置 1 机体 2 轴承 3 蜗杆 4 线圈 5 铁芯 6 联轴器7 电机 8 蜗轮,扭矩测量原理是: 在开启和关闭阀门时, 电机带动蜗杆、蜗轮转动,通过蜗轮轴驱动与之相联的阀门。设阀门负载扭矩值为T (N m) , 蜗轮分度圆半径为R , 则作用在蜗轮分度圆上的力为F (F=T/R) ,蜗轮作用在蜗杆上的反作用力为F 1。在F 1 的作用下,蜗杆将

39、产生微量的轴向位移或变形,导致铁芯随蜗杆联动,使线圈的电感发生变化。,7.3电感式传感器(2),扭矩测量装置测试电路原理图,L 2 是作为基准用的电感线圈, 它的各种参数如几何尺寸、材质、线径、匝数等等同于L 1, 但不安装在轴上。L 1、L 2 及电阻R 1 和R 2 组成交流电桥, 并由V 1V 4 及V 5V 8 二极管组成的桥式整流电路, 使电桥输出端A 、B 2 点位直,流, 并经LC 滤波器滤去高次谐波。输出反映2 个电感线圈的电感量之差, 亦即反映了被测扭矩值。,7.3电感式传感器(3),7.4 微机械传感器,叉指式硅微加速度计结构简图 (a)静止状态;(b)活动状态,加速度计由

40、中央叉指状活动极板与若干对固定极板组成。硅制活动极板通过一对支承梁弹簧与基座相连,支承梁能使活动极板(检测质量)敏感加速度而产生位移。活动极板上有若干对叉指,每个叉指对应一对固定电极板,固定电极板固定在基座上。当加速度计处于静止状态时,叉指正好处于一对固定电极的中央,即叉指和与其对应的两个固定电极的间距相等(为y0),这时电容量C1=C2。当加速度计敏感加速度时,在惯性力作用下,活动极板产生位移(如图2.87(b),这时,叉指和左右两固定极板的间距发生变化,即C1C2,产生的瞬时输出信号将正比于加速度的大小。运动方向则通过输出信号的相位反映出来。,7.4 微机械传感器 (2),ADXL50测量

41、系统,7.4 微机械传感器 (3),ADXL50外形图,7.4 微机械传感器 (4),ADXL5O是集成在一片单晶硅片上的完整的加速度测量系统。整个芯片面积约3mmX3mm,其中,加速度敏感元件部分边长为lmm,信号处理电路则布于四周。加速度敏感元件是一个可变差动电容器,2m厚的活动极板上伸出50个叉指,形成了电容器的动极板(如图2.87(a)所示)。固定电容极板则由一系列悬臂梁组成(如图2.87(b)所示),这些悬臂梁与基座间有1m的间隙,悬壁梁的一端固连于基座上,整个活动极板通过支承梁固定,支承梁能保证活动极板沿敏感加速度的方向作线振动,而其他方向的运动都受到约束。支承梁同时作为一个弹簧,

42、能将输入的加速度信号转换为位移信号,同时提供恢复力,使活动极板恢复到零点位置。支承梁可以是直梁,或折叠梁。,7.4 微机械传感器 (5),思考题,1. 设计一只压阻式低频加速度传感器,试画出工作原理图,相应的电桥测量线路,并画出改加速度传感器的幅频特性示意图 2. 从输出电压灵敏度出发,如何设计压阻式压力传感器电阻条的位置,试举例说明,一台采用等强度梁的电子秤,在梁的上、下两面各帖有两篇应变片,做成秤重传感器,如图1-1所示,已知l=100mm,b=11mmh=3mm,E=,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6v,当秤重0.5kg是,电桥的输出电压为多大?,4.现有基长为10mm与20mm的两种丝式应变片,预测钢构件频率为10khz的动态应力,若要求应变波幅测量的相对误差小于0.5%,试问应选用那一种?为什么? 5.证明差动电桥线路能实现温度补偿。,Thank You !,

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