自动控制元件第二篇 检测元件13

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2 检测技术与检测元件
• 相对光谱灵敏度 S r
S S r S m
• 积分灵敏度 S 光电器件对连续光通量的反应称为积分灵 敏度
S I

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2 检测技术与检测元件
• 光照特性 当光电器件加上一定的外加电压时，其输出光电 流I或端电压U与入射光照度E之间的关系。
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2 检测技术与检测元件
②光电子的最大动能与入射光的频率成线性关系， 而与入射光的强度无关，频率越高，光电子的能 量越大。
1 2 E h mvmax A0 2
爱因斯坦 光电效应方程
E—每个光子具有的能量
h
—— 普朗克常数 —— 光的频率，波长短，频率高，能量大
1
光照射物体时，物体中电子吸收入射光子的能量E ，当物体 吸入的能量超出逸出功A0时,电子就会逸出物体表面，产生光 电子发射。超出的能量就表现在电子逸出的动能上。
导带 禁带 Eg〈E0 价带
电 子
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2 检测技术与检测元件
过程：当光照射到半导体材料上时，价带中的电子受 到能量大于或等于禁带宽度的光子轰击，并使其由价 带越过禁带跃入导带，如图，使材料中导带内的电子 和价带内的空穴浓度增加，从而使电导率变大。
光 E0
电 子 吸
自由状态
导带 禁带 Eg〈E0 价带
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2 检测技术与检测元件
(2)内光电效应
物体在光线作用下，其内部的原子释放电子，但这 些电子并不逸出物体表面，而仍然留在内部，从而 导致物体的电阻率发生变化或产生电动势，这种现 象称为内光电效应。 光 E0
电 子 吸 收 光 子 能 量
自由状态
光电导效应： 在光线作用下物质导电 率（电阻率）发生变化的 物理现象称为光电导效应。 如光敏电阻。

第2章自动控制系统的基本部件
2.1.1 温度检测元件
2.1.1 温度检测元件
2.1.1 温度检测元件
2.1.1 温度检测元件
2.1.1 温度检测元件
2.1.1 温度检测元件
• 3. 非接触式测温 • 辐射温度计是利用从物体表面辐射出来的热辐射进行非接触式温度测量
的。例如红外测温就是常用的一种辐射测温装置。它的工作原理：自然 界中任何本身温度高于绝对零度的物体都有红外辐射(俗称红外线，它是 一种人眼看不见的光线)，物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红 外辐射的能量就越强。图2.4即为一红外测温仪结构示意图。它由光学系 统、调制器、红外检测元件、放大器、指示器等部分组成。 • 光学系统能将被测物体的辐射聚焦在灵敏的检测元件上，光学系统可分 透镜式和反射式两种。调制器是把红外辐射调制成交变辐射的装置。因 为系统对交变信号处理较易，且能取得高信噪比。红外检测元件是能将 红外辐射能转换成电能的光敏器件，用来检测物体辐射的红外线能量。 检测结果经放大器放大后由指示器显示。 • 红外测温的优点是，非接触测温，反应速度快，灵敏度高，测温范围广 (一般为0ºC~2000ºC)。其缺点是系统较复杂，安装调试维护较费事，成 本高。
执行元件。其实质上是一台两相感应电动机。在 它的定子上装有两个在空间上相差90º的绕组，一 个为励磁绕组，另一个为控制绕组。运行时，励 磁绕组A始终加上一定的交流励磁电压(其频率通 常有500Hz或400Hz等)；控制绕组B接上交流控 制电压。交流伺服电动机可采用多种控制方式， 常用的一种是在励磁回路中串接一个适当的电容 C，使控制电压在相位上与励磁电压相差90º。 • 交流伺服电动机结构上最主要的特点是转子电阻 大，有利于消除“自转”现象，扩大稳定运行范 围，并可获得近似线性的机械特性。

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图9.1.2 恒定磁通磁电感应式传感器结构原 理图
（a）动圈式；
（b）动铁式
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1—金属骨架；2—弹簧；3—线圈； 4—永久磁铁；5—壳体
9.1 磁电感应式传感器
2． 实质上它应称为变磁阻式或变气隙式。其结构原理如图9.1.3所示。图 9.1.3（a）为开磁路变磁通式，线圈和磁铁静止不动，由导磁材料做成的测 量齿轮安装在被测旋转体上，随其一起转动，每转过一个齿，传感器磁路磁 阻变化一次，磁通也变化一次，线圈中感应电势的变化频率等于齿轮的齿数 和转速的乘积。 图9.1.3（b）为两极式闭磁路变磁通式结构示意图。被测转轴带动十字形铁 心在磁场气隙中匀速转动，由于工作气隙长度随转动铁心位置不同而周期变 化，相应的磁路磁阻、磁通也以同样周期变化，从而在线圈中感应出频率与 转速与铁心齿数乘积成正比的感应电势。
第二篇 检测元件
第九章 磁电式检测元件
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第九章 磁电式检测元件
9.1 磁电感应式传感器 9.2 霍尔传感器
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9.1 磁电感应式传感器
磁电感应式传感器也称电动式传感器，它是利用导体和磁场相对运动 而在导体内感应出电势的原理，构成的机-电能量转换型传感器，它不 需要外加电源，结构简单，性能稳定，输出阻抗小，又具有一定的频率 响应范围（一般为10～1 000 Hz），适用于转速、扭矩、振动等的动态 测量。
9.1.1 工作原理与分类
一、 工作原理 如图9.1.1（a）所示的传感器，在磁铁之间放置N匝线圈的绕组，线圈平 面与磁力线相垂直。当线圈沿水平方向以速度v相对磁场运动时，由电磁感 应定律可知，当磁力线正方向、导体运动速度方向和感应电势正方向三者 之间符合右手定则时， e=NBlv （9.1.1） 下一页

（6）再次进入最终诊断，必须关闭点火开关2s后再打开。按下 V.A.G1348/3A遥控开关的按钮30s，用同样的方法测量喷油器在测 量杯内的喷油速率。规定值为70～80ml。测试喷射速率的同时，
可检查喷射形状，所有喷射形状应相同。
6、节气门体的测试
（1） 测试怠速开关：用VAG1552测试
显示正确
Read measuring value block2
1
2
3
→ 4
测试流量计线路：测试空气质量计端子 上触点与发动机控制单元上相关端子间 的线路(4—11，3—12，5—13)。其电阻
值应小于0.5Ω。
5V
2、进气管绝对压力传感器
发动机怠速工况，使用 VAG1552进入08功能“读测量数据 块”，选择03显示组检查进气温度传 感器.
如果显示数据不真实（显示区域 4数据显示19.5℃不变）,关闭点火开 关，检查传感器插头上端子（如图） 和发动机控制单元线束插头间的线路 是否有断路或短路。
观察此区数据
Read measuring value block3
1
2
3
→ 4
3、冷却液温度传感器的测试
发动机怠速工况，进入08功 能“读测量数据块”，选择03显 示组检查冷却液温度传感器。 如果显示数据不真实，关闭 点火开关，检查传感器插头上端 子（如图）和发动机控制单元线 束插头间的线路是否有断路或短 路。
观察此区数据有无变化 （必须逐渐上升）
Read measuring value
→ 4
4、发动机转速传感器测试插头
如果没有信号，发动机不能起动；当发 动机运转时，如果转速传感器或其连接线路 出现故障，则发动机立即熄火。
观察发动机转速传感器的工作情况，可 查看08功能读测量数据块03显示组发动机 转速显示。