智能信息感知技術(shù) 課件 第二章 典型傳感器原理及實(shí)例

2024-07-231智能信息感知技術(shù)——第二章

典型傳感器原理及實(shí)例待測(cè)物理量可測(cè)電信號(hào)電壓電流電阻課堂導(dǎo)

入2024-07-232目

錄2.1

電阻式傳感器電容式傳感器電感式傳感器光電傳感器其它類型傳感器2024-07-2332.1

電阻式傳感器2.1.1基本工作原理電阻式傳感器的基本原理是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化，通過(guò)測(cè)量電阻值變化達(dá)到測(cè)量非電量的目的。應(yīng)變式傳感器壓阻式傳感器電位器式傳感器……lR=ρ

S????：電阻率l

：電阻絲長(zhǎng)度S

：橫截面積?????

????????? ?????????????= ? +?????2024-07-234????電阻的變化率：2.1

電阻式傳感器????? ????? ????? ?????= ? +???? ???? ???? ?????S=

2?rS r?RR=

ε

1

+

2μ +?ρρε

=

?l?l

（

電阻絲應(yīng)變）?r?r=-μ(?l?l)=

-μεμ為電阻絲材料的泊松系數(shù)電阻絲形變產(chǎn)生的電阻變化電阻絲電阻率變化所引入的變化2024-07-2352.1

電阻式傳感器?R ?ρ=ε1

+

2μ +R ρ?R????0

=

Rε=1+2μ+

λE金屬絲靈敏度系數(shù)：?R=ε1+2μ+

λER?ρ=λσ=

λEερλ——壓阻系數(shù);σ——電阻應(yīng)變力；E——材料的彈性模量半導(dǎo)體材料K0越大，單位變形引起的電阻相對(duì)變化越大。一般情況下K0為常數(shù)。對(duì)于金屬材質(zhì)的電阻絲來(lái)說(shuō)，

λE有時(shí)可以忽略不記。K0=1+2μ=

1~2對(duì)半導(dǎo)體來(lái)講,

1+2μ可以忽略不計(jì)。K0=λE=50

~1002024-07-2362.1

電阻式傳感器2024-07-237應(yīng)變式傳感器應(yīng)變式傳感器的工作原理就是利用金屬電阻應(yīng)變片的電阻應(yīng)變效應(yīng)進(jìn)行外部物理量的測(cè)量。電阻應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體在外界作用下產(chǎn)生機(jī)械變形（拉伸或壓縮）時(shí)，其電阻值相應(yīng)發(fā)生變化的現(xiàn)象。壓阻式傳感器壓阻式傳感器的基本工作原理就是利用壓力對(duì)半導(dǎo)體體電阻應(yīng)變片的電阻率的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。2.1

電阻式傳感器2024-07-2382.1.2測(cè)量電路由于機(jī)械應(yīng)變一般都很小，要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化測(cè)量出來(lái)，同時(shí)要把電阻相對(duì)變化?R?R轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，因此，需要有專用的用于測(cè)量應(yīng)變變化引起而引起電阻變化的測(cè)量電路。直流電橋交流電橋2.1

電阻式傳感器直流電橋當(dāng)RL

→

∞時(shí)，電橋輸出電壓為：0U =

E?R1

R32024-07-239R1

+

R2 R3+

R4電橋平衡時(shí)U0

=0，因此電橋平衡條件為：R1R4=

R2R3橋臂比：n=R2?R1=

R4?R32.1

電阻式傳感器100U =R3

R11+R2+?R1)(1+R4R1

R1

R3E直流電橋設(shè)在四臂電橋中，R1為工作應(yīng)變片，由于應(yīng)變而產(chǎn)生相應(yīng)的電阻變化?R1。此時(shí)電橋輸出電壓為U0。R4?

?R1略去分母中的?R1?R1，并帶入橋臂比，可得????????

=????

+

????

????

? ???????????? ?????????

?????電橋電壓靈敏度為uk =

U0 1 1n?R

?R =(1+n)2?E電橋電壓靈敏度與電源電壓成正比，同時(shí)與橋臂比相關(guān)。2.1

電阻式傳感器交流電橋由于應(yīng)變電橋輸出電壓很小，一般都要加放大器，而直流放大器易于產(chǎn)生零漂，因此應(yīng)變電橋多采用交流電橋。半橋差動(dòng)交流電橋示意圖C1、C2表示應(yīng)變片引線分布電容。1Z =R11+jωR

C1 12Z =R21+jωR

C2 2Z3=

R3Z4=

R40U? =U?

?Z1Z4?

Z2Z32024-07-23111 3(Z +

Z

)(Z +Z

?2 4Z1Z4=

Z2Z32.1

電阻式傳感器典型應(yīng)用梁式力傳感器梁式力傳感器是應(yīng)變式力傳感器，即被測(cè)量為荷重或力的應(yīng)變式傳感器。這種傳感器其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工、應(yīng)變片容易粘貼、靈敏度高等特點(diǎn)。2024-07-23122.1

電阻式傳感器，典型應(yīng)用壓阻式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器采用單晶硅作懸臂梁在其近根部擴(kuò)散4個(gè)電阻。當(dāng)梁的自由端的質(zhì)量塊受到加速度作用時(shí)，在梁上受到彎矩和應(yīng)力，使電阻值發(fā)生變化。由4個(gè)電阻組成的電橋?qū)a(chǎn)生與加速度成正比例的輸出電壓。恰當(dāng)?shù)剡x擇傳感器尺寸及阻尼系數(shù)，則可用來(lái)測(cè)量低頻加速度與直線加速度。2024-07-23132.2

電容式傳感器2.2.1基本工作原理電容式傳感器的基本原理是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，分辨率高，具有平均效應(yīng)，測(cè)量精度高，可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，并能在高溫、輻射和強(qiáng)烈振動(dòng)等惡劣條件下工作。平板電容器的電容：εrε0SC

=d其中:

d——兩平行極板間的距離；εr——介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)；ε0——真空的介電常數(shù)S——極板面積變極距型（

d

）變面積型（

S

）變介電常數(shù)型（

εr

）2024-07-2314測(cè)量電路等效電路C為傳感器電容????p為極板間等效漏電阻。R包括引線電阻、極板電阻和金屬支架電阻L為引線電感和電容器本身電感之和。2024-07-2315低頻電源下L及R可以忽略不計(jì)，而只考慮Rp對(duì)傳感器的分路作用。高頻電源下Rp忽略不計(jì)，應(yīng)考慮L及R的影響，主要是L會(huì)使等效電容隨頻率二增加2.2

電容式傳感器測(cè)量電路等效電路在忽略R和Rp的前提下，傳感器等效電容Ce表示如下=jωL

+1 1jωCe

jωC????????????

=????

?

????????????????此時(shí)電容傳感器的等效靈敏度為：Ke=?Ce?Ce KC?d =1?

ω2LC2024-07-2316C?dK =

?C?C，?d為被測(cè)變量2.2

電容式傳感器2.2

電容式傳感器測(cè)量電路測(cè)量電路在實(shí)際中，必須借助某些測(cè)量電路，檢測(cè)出這電容傳感器產(chǎn)生的微小變化量，并將其轉(zhuǎn)化成電壓、電流或頻率。測(cè)量電路的種類很多，有電橋電路、運(yùn)算放大器電路、調(diào)頻電路、二極管環(huán)形檢波電路、脈寬調(diào)制電路等。電橋電路阻容電橋系統(tǒng)框圖2024-07-2317變壓器電橋電路結(jié)構(gòu)圖2.2

電容式傳感器測(cè)量電路測(cè)量電路當(dāng)電橋輸出端開(kāi)路或負(fù)載阻抗很高時(shí)，電橋的輸出電壓為：Usc=

Z2? U?

Z2 U? U? Z2?

Z1+

Z ?2

=

2 Z +

Z1 2 1Usc? =

U? C1?C22 C1+

C2C1=

d02C =ε????+

?dε????d0??dU?

?dU?sc=2

d02024-07-23182.2

電容式傳感器測(cè)量電路測(cè)量電路運(yùn)算放大器電路將電容傳感器接入運(yùn)算放大器電路中，作為電路的反饋元件。C0是固定電容Cx是傳感電容U?

是交流電壓源U?

sc是輸出電壓?scU =

?C0CxU? CxεS=dU =

?dscC2024-07-23190UεS由上式可以看出輸出電壓與????成線性關(guān)系。這種電路的最大特點(diǎn)是能克服單個(gè)變極距型電容傳感器特性的非線性關(guān)系，而使輸出信號(hào)變?yōu)榫€性輸出。2.2

電容式傳感器典型應(yīng)用電容式壓力傳感器上、下兩端的隔離膜片與彈性敏感元件(膜片)之間充滿硅油。彈性敏感元件(膜片)是差動(dòng)電容變換器的活動(dòng)極板。差動(dòng)電容變換器的固定極板是在石英玻璃上鍍有金屬的球面極板。膜片在差壓的作用下產(chǎn)生位移，使差動(dòng)電容變換器的電容發(fā)生變化。2024-07-2320特點(diǎn)：承受過(guò)壓能力極強(qiáng)，精度高、耐振動(dòng)、耐沖擊、可靠性高、壽命長(zhǎng)，但制造工藝要求很高。2.2

電容式傳感器典型應(yīng)用電容式加速度傳感器電容式加速度傳感器是極距變化型的電容傳感器，一般也采用彈簧質(zhì)量系統(tǒng)。當(dāng)質(zhì)量受加速度作用運(yùn)動(dòng)而改變質(zhì)量塊與固定電極之間的間隙進(jìn)而使電容值變化。特點(diǎn)：靈敏度高、零頻響應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性好，尤其是受溫度的影響比較??；但不足之處表現(xiàn)在信號(hào)的輸入與輸出為非線性，量程有限，受電纜的電容影響2024-07-23212.3

電感式傳感器根據(jù)對(duì)電感的定義，線圈中電感量可由下式確定：???? ????????????

=

????

= ????ψ

——線圈總磁鏈；

I

——通過(guò)線圈的電流；W

——

線圈的匝數(shù)；φ

——

穿過(guò)線圈的磁通。2.3.1基本工作原理利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感系數(shù)L或互感系數(shù)M的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出。按照轉(zhuǎn)換方式的不同，可分為自感式（包括可變磁阻式與渦流式）和互感式（差動(dòng)變壓器式）兩種。電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、測(cè)量精度高、零點(diǎn)穩(wěn)定、輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是靈敏度、線性度和測(cè)量范圍相互制約，傳感器自身頻率響應(yīng)低，不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制，在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。2024-07-23222.3

電感式傳感器變磁阻式傳感器IWm歐姆定律： φ

=RL=I

=ψ WφIIW

——磁動(dòng)勢(shì)；

Rm

——磁路總磁阻忽略磁路磁損，則磁路總磁阻為mR =

?+li 2δμiSi μ0S0μi

——

各段導(dǎo)磁體的磁導(dǎo)率；li

——

各段導(dǎo)磁體的長(zhǎng)度；Si

——

各段導(dǎo)磁體的截面積；μ0

——

真空磁導(dǎo)率；S0——?dú)庀兜慕孛娣e；δ

——

氣隙的厚度。L

=W2RmW2μ0S0=2δ變氣隙截面積式（S0）變氣隙厚度式（δ）2024-07-23232.3

電感式傳感器2.3.2

測(cè)量電路等效電路R: 總電阻L: 線圈的自感C: 線繞間分布電容?R+jωL)(?j

)Z

= ωC R+jωL?

j

ωC等效線圈阻抗:Z

=R1?ω2LC

2+jωL1?ω2LC

2整理、近似????

=????′

+

????????????′R′=RL′

=1?ω2LC

2L1?ω2LC

22024-07-23242.3

電感式傳感器2.3.2測(cè)量電路測(cè)量電路電感式傳感器的經(jīng)常使用測(cè)量電路有交流電橋電路、變壓器電橋電路、緊耦合電橋電路、諧振電路和相敏檢波等。Z1和Z2為傳感器兩個(gè)線圈阻抗變壓器電橋電路輸出空載電壓為：ou =U1Z +

Z2? U2024-07-2325Z1?

2在初始平衡狀態(tài)下，Z1

=

Z2

=

Z，Uo

=

0。2.3

電感式傳感器Uo? =U?

?Z2

Z2.3.2測(cè)量電路銜鐵偏離中間零點(diǎn)時(shí)，設(shè)Z1

=

Z

+?Z,

Z2=

Z

??Z當(dāng)傳感器銜鐵移動(dòng)方向相反時(shí)，則Z1

=

Z

??Z，Z2

=

Z

+?ZUo? =?U?

?Z2024-07-23262

Z兩種情況輸出電壓大小相等、方向相反，即相位相差180，而這兩式子所表示的電壓都為交流電壓，如果用示波器看波形，結(jié)果都是一樣的。2.3

電感式傳感器諧振式調(diào)幅電路傳感器電感L與電容C、變壓器原邊串聯(lián)在一

起，接入外接交流電源U?

，變壓器副邊將有電壓U?

sc輸出，輸出電壓的頻率與電源頻率相同，幅值隨著電感L的變化和而變化。諧振式調(diào)頻電路傳感器電感L變化將引起輸出電壓頻率的變化，一般是把傳感器電感L和電容C接人一

個(gè)

振

蕩

回

路

中

，

其

振

蕩

頻

率f=

1/(2πV

LC)。當(dāng)L變化時(shí)，振蕩頻率隨之變化，根據(jù)f的大小即可測(cè)出被測(cè)量的值。2024-07-23272.3

電感式傳感器變隙電感式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖2024-07-2328典型應(yīng)用電感式壓力傳感器由膜盒、鐵芯、銜鐵及線圈等組成，銜鐵與膜盒的上端連在一起。當(dāng)壓力進(jìn)入膜盒時(shí)，膜盒的頂端在壓力P的作用下產(chǎn)生于壓力P大小成正比的位移，于是銜鐵也發(fā)生移動(dòng)，從而使氣隙發(fā)生變化，流過(guò)線圈的電流也發(fā)生相應(yīng)的變化，電流表A的指示值就反映了被測(cè)壓力的大小。2.3

電感式傳感器根據(jù)電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向和刻度就可以判定銜鐵的位移方向，同時(shí)就可以知道被測(cè)件的厚度發(fā)生了多大變化。2024-07-2329ab典型應(yīng)用差動(dòng)式電感測(cè)厚儀當(dāng)電感傳感器中的銜鐵處于中間位置時(shí)，L1

=

L2,電橋平衡，Uc

=

Ud,電流表M中無(wú)電流流過(guò)。當(dāng)試件的厚度發(fā)生變化時(shí)，L1

≠

L2，此時(shí)有兩種情況:(1)若L1

>

L2，不論電源電壓極性是a點(diǎn)為正，b點(diǎn)為負(fù)(D1、D4導(dǎo)通);或a點(diǎn)為負(fù)，b點(diǎn)為正(D2、D3導(dǎo)通)，d點(diǎn)電位總是高于c點(diǎn)電位，M的指針向一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。(2)若L1

<

L2,

c點(diǎn)電位總是高于d點(diǎn)，M的指針向另一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。cd2.4

光電傳感器2.4.1基本工作原理將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為光量的變化，再通過(guò)光電元件（光電效應(yīng)）把光量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三種。光電效應(yīng)：由光的粒子學(xué)說(shuō)可知，光可以認(rèn)為是由具有一定能量的粒子所組成，而每個(gè)光子所具有的能量E與其頻率大小成正比。光照射在物體上就可看成是一連串的具有能量E的粒子轟擊在物體上。所謂光電效應(yīng)即是由于物體吸收了能量為E的光后產(chǎn)生的電效應(yīng)。2024-07-23302.4

光電傳感器2.4.1基本工作原理光電傳感器通常由光源、光通路、光電元件和測(cè)量電路四部分組成，如下圖所示。圖中X1表示被測(cè)量能直接引起光量變化的檢測(cè)方式;

X2表示被測(cè)量在光傳播過(guò)程中控制光量的檢測(cè)方式。2024-07-23312.4.2測(cè)量電路光電傳感器的測(cè)量電路由傳感器電源電路和放大電路組成。傳感器電源電路光源發(fā)出的光強(qiáng)度對(duì)測(cè)量精度有很大影響，因此必須設(shè)計(jì)光源供電電源電路，保證光源發(fā)出的光強(qiáng)度穩(wěn)定。供電電源可以采用恒流電源或恒壓電源。2024-07-23322.4

光電傳感器2.4

光電傳感器2.4.2測(cè)量電路放大電路由三個(gè)直流放大器組成，放大器A1

和A2

將敏感元件上、下兩部分的電信號(hào)分別放大，其放大倍數(shù)均為K1,A1和A2的輸出分別為V1和V1，A3是一個(gè)差1 2動(dòng)放大器，它以A1

和A2

的輸出1 2V1

和V1

為輸入進(jìn)行差動(dòng)放大，它的放大倍數(shù)為K2

，其輸出電壓為V0

，整個(gè)放大電路的輸入和輸出關(guān)系為：V0

=

K1

V1

?V1

=

K K1 22 1 12024-07-2333V ?

V22.4

光電傳感器2.4.3典型應(yīng)用煙塵濁度監(jiān)測(cè)儀為了消除工業(yè)煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此，必須對(duì)煙塵源進(jìn)行監(jiān)測(cè)、自動(dòng)顯示和超標(biāo)報(bào)警。煙道里的煙塵濁度是通過(guò)光在煙道里傳輸過(guò)程中的變化大小來(lái)檢測(cè)的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒吸收和折射增加，到達(dá)光檢測(cè)器上的光減少，因而光檢測(cè)器輸出信號(hào)的強(qiáng)弱便可以反應(yīng)煙道濁度的變化。2024-07-2334激光測(cè)距儀利用調(diào)制激光的某個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的距離測(cè)量的儀器。激光測(cè)距儀一般測(cè)量范圍為3.5~5000米。激光測(cè)距儀廣泛用于地形測(cè)量，戰(zhàn)場(chǎng)測(cè)量，坦克，飛機(jī)，艦艇和火炮對(duì)目標(biāo)的測(cè)距，測(cè)量云層、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。光電式心率儀光電測(cè)量方法是利用血管內(nèi)血液血紅蛋白的吸光度的變化來(lái)測(cè)量脈搏。常見(jiàn)的心率表均使用綠色

LED燈，配合對(duì)光敏感的感光器，檢測(cè)任意時(shí)間點(diǎn)流經(jīng)手腕的血液流量。脈搏跳動(dòng)過(guò)程中血液流量會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)血流量的變化對(duì)心率進(jìn)行感知。2.4

光電傳感器2024-07-23352.4

光電傳感器聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器接口原理圖2024-07-2336聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器使用外部中斷功能，需要連接到IMX6魔法師Cortex-A系列底板的P5接口。聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器有倆個(gè)觸發(fā)點(diǎn)，一個(gè)是通過(guò)聲音觸發(fā)，另一個(gè)是通過(guò)光的照射觸發(fā)。聲音觸發(fā)方式是使用一個(gè)麥克，利用麥克感知到聲音的特性，再通過(guò)電路控制使使用者能夠得知是否有響聲。光照觸發(fā)方式是利用了光敏電阻特性。光敏電阻常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。常見(jiàn)的聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器很多應(yīng)用在聲控?zé)羯?，聲控?zé)敉ㄟ^(guò)光敏部分控制黑天亮白天不亮，通過(guò)聲響部分控制燈的點(diǎn)亮。聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器接口為一個(gè)5V電源引腳，一個(gè)中斷引腳，一個(gè)GND引腳。該模塊接口對(duì)應(yīng)魔法師Cortex-A系列底板的P5接口。2.4

光電傳感器兩產(chǎn)音沒(méi)0，等比高，音，腳聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器原理聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器分為聲響感知和光敏感知個(gè)部分。聲響感知部分利用了聲音對(duì)麥克模塊生的影響，麥克在靜音狀態(tài)下阻值非常大，聲會(huì)使麥克的阻值變小。由電路圖可以看出，在有聲音時(shí)，麥克阻值過(guò)大，電容C1左側(cè)電壓為所以沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)放大器，放大器輸出端電壓于3腳電壓等于2.5V。最后經(jīng)過(guò)比較器，由于較器U1B的5腳電壓為3.3V，比6腳的2.5V電壓所以引腳EINT4為高電平。如果麥克感知到聲電壓產(chǎn)生變化，當(dāng)輸入比較器U1B的電壓高于5電壓時(shí)，比較器就會(huì)輸出低電平，引腳EINT4為低電平。光感部分使用了光敏電阻，光敏電阻具有在光的照射下阻值變小的特性。在無(wú)光照射下，光敏電阻阻值過(guò)大，所以LM324的10腳電壓低于9腳電壓，LM324

輸出為低電平。當(dāng)光照射在光敏電阻上時(shí)，光敏電阻阻值變小，LM324的10腳電壓高于9腳電壓，LM324輸出為高電平。聲響開(kāi)關(guān)-光敏傳感器原理圖2024-07-23372.5

其它類型傳感器熱電式傳感器熱電式傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。它是利用某些材料或元件的性能隨溫度變化的特性來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。熱電偶 把溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的熱電式元器件熱電阻 把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值的熱電式元器件熱電效應(yīng)把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體串接成一個(gè)閉合回路，如果倆導(dǎo)體接點(diǎn)處溫度不同，則兩點(diǎn)之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而在回路中形成電流的現(xiàn)象。2024-07-23382.5

其它類型傳感器熱電偶傳感器熱電偶傳感器使用SPI接口和GPIO功能，模塊J1接口連接到IMX6魔法師Cortex-A系列底板的P7接口，J2接口連接到底板的P8接口。熱電偶傳感器是溫度測(cè)量的傳感器。當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端稱為工作端或熱端，另一端稱為自由端或冷端，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)”。2024-07-23392.5

其它類型傳感器40熱電偶傳感器接口原理圖熱電偶傳感器1、模塊接口熱電偶傳感器J1接口為一個(gè)SCK引腳，一個(gè)SO引腳，

J2

接口CS

引腳。該模塊J1

接口對(duì)應(yīng)魔法師Cortex-A系列底板的P7接口，J2接口對(duì)應(yīng)主板的P8接口。2、熱電偶傳感器原理熱電偶傳感器中主要是通過(guò)MAX6675采集數(shù)據(jù)，MAX6675是K型熱電偶模數(shù)轉(zhuǎn)換器。MAX6675的T-腳為熱電偶負(fù)極，T+腳為熱電偶正極，SO腳為SPI輸出，CS腳是片選，SCK腳是SPI時(shí)鐘。P1接口是熱電偶線，是由兩種不同金屬制作而成的用來(lái)測(cè)量溫度的纜線。MAX6675可以通過(guò)計(jì)算T-和T+之間的熱電動(dòng)勢(shì)從而計(jì)算出溫度，并且將數(shù)據(jù)202通4-07過(guò)-23SPI接口發(fā)送出去。熱電偶傳感器原理圖2.5

其它類型傳感器2024-07-2341超聲波傳感器超聲波傳感器是實(shí)現(xiàn)聲電轉(zhuǎn)換的裝置，又稱為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波傳感器從功能上分為發(fā)射換能器和接收換能器兩部分，超聲波換能器既能發(fā)射超聲波又能接收發(fā)射出去的超聲波的回波。超聲波傳感器測(cè)距原理目前，超聲波傳感器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。2.5

其它類型傳感器震動(dòng)傳感器簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就如同打開(kāi)或關(guān)掉電燈一樣，開(kāi)關(guān)觸碰里頭的金屬板電燈就亮，離開(kāi)就關(guān)，滾珠開(kāi)關(guān)也是利用類似的原理。利用開(kāi)關(guān)中的小珠的滾動(dòng)，制造與金屬端子的觸碰或改變光線行進(jìn)的路線，就能產(chǎn)生導(dǎo)通或不導(dǎo)通的效果。震動(dòng)傳感器使用外部中斷功能，需要連接到IMX6魔法師Cortex-A系列底板的P5接口。此模塊中使用的震動(dòng)開(kāi)關(guān)型號(hào)是SW-18015P，為密封彈簧型、無(wú)方向性震動(dòng)感應(yīng)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，任何角度

均可觸發(fā)。開(kāi)關(guān)在靜止時(shí)為開(kāi)路OFF狀態(tài)，當(dāng)受到外力碰觸而達(dá)到相應(yīng)震動(dòng)力時(shí)，或移動(dòng)速度達(dá)到適當(dāng)離(偏)心力時(shí)，導(dǎo)電接腳會(huì)產(chǎn)生瞬間導(dǎo)通呈瞬間ON狀態(tài)。當(dāng)外力消失時(shí)，開(kāi)關(guān)恢復(fù)為開(kāi)路OFF狀態(tài)。在正常使

用情況下開(kāi)202關(guān)4-07的-23壽命可達(dá)20萬(wàn)次。此震動(dòng)開(kāi)關(guān)適用于小電流控制電路的觸發(fā)，開(kāi)關(guān)的靈42

敏度是靈敏型，適用于玩具、防盜報(bào)警器、鞋燈、發(fā)光禮品等產(chǎn)品。2.5

其它類型傳感器43震動(dòng)傳感器1、模塊接口震動(dòng)傳感器接口為一個(gè)5V電源引腳，一個(gè)中斷引腳，一個(gè)GND引腳。該模塊接口對(duì)應(yīng)震動(dòng)傳感器接原理圖魔法師Cortex

-A系列底板的P5接口。2、震動(dòng)傳感器原理原理圖中的P1口接的是震動(dòng)開(kāi)關(guān)SW-18015P，震動(dòng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到震動(dòng)后會(huì)導(dǎo)通電路，否則為閉路。當(dāng)震動(dòng)開(kāi)關(guān)為開(kāi)路時(shí)，電流通過(guò)震動(dòng)開(kāi)關(guān)，比較器U1的3腳電壓為3.3V，1腳電壓為3V，比較器U1的3腳電壓高于1腳電壓，所以U1輸出高電平。當(dāng)震動(dòng)傳感器為閉路時(shí)，U1的2302腳4-07電-23壓低于1腳電壓，所以輸出低電平。震動(dòng)傳感器原理圖2.5

其它類型傳感器2024-07-