电子系统设计第二章

1TM四川大学电气信息学院医学信息工程系普通高等教育“十一五”国家级规划教材杨刚2009年春季《电子系统设计与实践》第2章传感器2TM2《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.1.1传感器的组成2.1传感器概述3TM3《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚按被测物理量来分,常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等；按工作原理，可划分为电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势式传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器和生物传感器。2.1.2传感器的分类2.1传感器概述4TM4《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚1.静态参数2.动态参数2.1.3传感器的参数2.1传感器概述5TM5《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.1.3传感器的参数2.1传感器概述6TM6《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.1.3传感器的参数2.1传感器概述7TM7《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.2.1热敏电阻器2.2温度传感器1.负温度系数热敏电阻器（NTC）1.负温度系数热敏电阻器（NTC）8TM8《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.2.1热敏电阻器2.2温度传感器1.负温度系数热敏电阻器（NTC）1.正温度系数热敏电阻器（PTC）9TM9《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚铂热电阻PT100作为温度传感器，其测温范围为200℃～650℃。它是将铂电阻感温元件、内引线、绝缘材料等用铜管包装成的坚固组合体，具有测温量程宽、精度高、稳定性好、抗震、耐压、安装方便等优点，广泛应用于航空、化工、电力等部门。2.2.2铂热电阻2.2温度传感器10TM10《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚AD590是电流型温度变换器。这种器件以电流作为输出量指示温度，其典型的电流温度灵敏度是1A/K。它是二端器件，使用非常方便。2.2.3AD590绝对温度——电流传感器2.2温度传感器11TM11《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚作为一种高阻电流源，对于它不需严格考虑传输线上电压信号损失和噪声干扰问题，因此特别适合作远距离测量或控制应用。另外，AD590也特别适用多点温度测量系统2.2.3AD590绝对温度——电流传感器2.2温度传感器12TM12《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚AD590性能特点线性电流输出：1A/K。测温范围宽：55～+150℃。二端器件：电压输入，电流输出。激光微调使定标精度达±0.5℃（AD590M）。线性度极好：在整个测温范围内非线性误差小于±0.3℃（AD590M）。工作电压范围宽：4～30V。器件本身与外壳绝缘。成本低。2.2温度传感器13TM13《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.2温度传感器14TM14《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.2.3AD590绝对温度——基本接法2.2温度传感器15TM15《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚LM35/45是精密摄氏温度/电压变换器，其输出电压正比于摄氏温度，灵敏度为10mV/℃。由于芯片采用曲率补偿电路，其输出电压的线性得到了改善，在45～+150℃范围内最大非线性误差仅为±0.2℃。它的输出阻抗很低，又可采用单电源或双电源工作（电压范围为5～20V），所以很容易地读出或控制电路接口。2.2.4LM35/45摄氏温度——电压传感器2.2温度传感器16TM16《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚性能特点输出电压与摄氏温度成正比。精度高，不需校准，在室温下典型值为±0.2℃，全量程范围内典型值为±0.4℃。工作电压范围宽：5～20V。耗电小，造成自然升温小于0.1℃。测温范围宽：45～+150℃。输出灵敏度：10mV/℃。三端器件，成本低。2.2.4LM35/45摄氏温度——电压传感器2.2温度传感器17TM17《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.2.4LM35/45摄氏温度——电压传感器2.2温度传感器18TM18《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚3.典型应用2.2温度传感器19TM19《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚在电子电路中，常应用光敏器件构成光控电路。所谓光敏器件通常是指能将光能转变为电信号的器件，其中半导体传感器件的应用最为广泛。常用的半导体光敏器件有光敏电阻器、光敏二极管与光敏三极管。2.3.1光敏器件2.3光传感器20TM20《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚1.光敏电阻器2.光敏二极管3.光敏三极管4.光耦合器2.3.1光敏器件2.3光传感器21TM21《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚采用热释电人体红外传感器制造的被动红外探测器，用于控制自动门、自动灯及高级光电玩具等。热释电人体红外传感器一般都采用差动平衡结构，由敏感元件、场效应管、高值电阻等组成。2.3.2热释电人体红外传感器2.3光传感器22TM22《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚1.敏感元件2.场效应管和高阻值电阻Rg3.滤光窗4.菲涅耳透镜5.热释电人体红外传感器的应用2.3.2热释电人体红外传感器2.3光传感器23TM23《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚2.4.1压敏电阻器（VSR）2.4.2霍尔传感器2.4.3气敏传感器2.4其他传感器24TM24《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚压敏电阻器（VSR）是电压灵敏电阻器的简称，它是一种新型的以氧化锌（ZnO）为主要材料而制成的金属-氧化物-半导体陶瓷过压保护元件。霍尔传感器是利用霍尔效应与集成技术制成的半导体磁敏器件，具有灵敏度高、可靠性好、无触点、功耗低、寿命长等优点，适于自控设备，仪器仪表及速度传感、位移传感等应用。气敏传感器广泛地用来检测可燃性气体和毒性气体的泄漏浓度，以防大气污染、爆炸、火灾、中毒等。气敏传感器种类较多，最常用的是半导体气敏传感器。2.4其他传感器25TM25《电子系统设计与实践》四川大学电气信息学院医学信息工程系杨刚第二章结束谢谢大家！