传感器与检测技术教案

化，故称为调频电路。 图所示为调频电路原理图 5、运算放大器

将电容式传感器接入运算放大器中，作为电路的反馈元件构成的测量电路如图所示。

U0??

1/(j?CX)CU??U1/(j?C)CX 以Cx=εS/d 代入，可得：

UCU0??d?S

上式表明，输出电压与d是线性关系。 3.5.4 电容式压力传感器 1、电容式差压传感器

将左右对称的不锈钢基座2和3的外侧加工成环状波纹 沟槽，并焊上波纹隔离膜片1和4。基座内侧有玻璃层5， 基座和玻璃层中央都有孔。玻璃内表面磨成凹球面，球面 除边缘部分外镀以金属膜6，此金属膜层为电容的定极板 并有导线通往外部。左右对称 的上述结构中央夹入并焊接弹 性平膜片，即测量膜片7，为 电容的中央动极板。测量膜片

左右空间被分隔成两个室，故有两室之称。 2、变面积式压力传感器

测压力作用在金属膜片1上，通过中心柱2、支撑簧 片3使可动电极4随膜片中心位移而动作。

3.6 霍尔式压力计

霍尔式压力计是利用霍尔元件测量弹性元件变形的一种电测压力计，它结构简单，体积小，频率响应宽，动态范围(输出电动势的变化)大，可靠性高，易于微型化和集成电路化。但信号转换效率低，温度影响大，使用于要求转换精度高的场合必须进行温度补偿。 3.6.1 霍尔效应

UH?

RHIBd49

霍尔元件的特性常用灵敏度KH表示，即 此时 HKH?U?KHIBRHd 可见，霍尔电动势的大小正比于控制电流I和磁感应强度B的乘积及灵敏度KH。当控制电流的方向或磁场的方向改变时，输出电动势的方向也将改变。但当磁场与电流同时改变方向时，霍尔电动势并不改变原来的方向。

3.6.3 霍尔式压力计的误差及补偿

霍尔式压力计的误差有两部分，一是弹性元件的变换 误差；一是霍尔元件的变换误差。 1、不等位电势及补偿

不等位电势的产生有两个原因，如图所示。 几种补偿电路

2、霍尔电势的温度系数

主要是温差电势和灵敏度系数随温度变化两种情况。 3、温度对内阻的影响 4、温度补偿

霍尔元件输入电阻和霍尔电势的温度系数均 为正的效果较好的补偿电路图。

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