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閱讀：597發(fā)布時(shí)間：2022-10-12
使用電磁原理的傳感器統(tǒng)稱為電磁壓力傳感器，并且主要包括電感式壓力傳感器、霍爾壓力傳感器、渦流壓力傳感器等。下文將詳細(xì)介紹下這三種電磁壓力傳感器。
1、引導(dǎo)香港專業(yè)教育學(xué)院壓力傳感器
電感式壓力傳感器的工作原理是由于磁性材料和磁導(dǎo)率的差異。當(dāng)壓力作用在膜片上時(shí)，氣隙的大小發(fā)生變化。那么氣隙的變化影響線圈電感的變化。處理電路可以轉(zhuǎn)換電感的變化。相應(yīng)的信號(hào)輸出，從而達(dá)到測(cè)量壓力的目的。壓力傳感器按磁路變化可分為變磁阻式和變磁導(dǎo)率式兩種。電感式壓力傳感器具有靈敏度高、測(cè)量范圍大的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是不能應(yīng)用于高頻動(dòng)態(tài)環(huán)境。
可變磁阻壓力傳感器的主要部件是鐵芯和膜片。它們之間有氣隙，形成磁路。當(dāng)有壓力時(shí)，氣隙的大小發(fā)生變化，即磁阻發(fā)生變化。如果給磁心線圈施加一定的電壓，電流會(huì)隨著氣隙的變化而變化，從而測(cè)得壓力。
在磁通密度高的情況下，鐵磁材料的磁導(dǎo)率不穩(wěn)定，并且在這種情況下，可變磁導(dǎo)率磁壓力傳感器可以用于測(cè)量。變磁導(dǎo)率壓力傳感器用可移動(dòng)的磁性元件代替磁芯，壓力的變化引起磁性元件的移動(dòng)，使磁導(dǎo)率發(fā)生變化，從而得到壓力值。
2、霍爾壓力傳感器
霍爾壓力傳感器基于某些半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)?；魻栃?yīng)是指將固體導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，通電流時(shí)，導(dǎo)體中的電荷載流子被洛倫茲力偏壓向一側(cè)，進(jìn)而產(chǎn)生電壓(霍爾電壓)的現(xiàn)象。電壓引起的電場(chǎng)力會(huì)平衡洛倫茲力。通過霍爾電壓的極性，可以確認(rèn)導(dǎo)體內(nèi)部的電流是由帶負(fù)電的粒子(自由電子)的運(yùn)動(dòng)引起的。
在導(dǎo)體上施加垂直于電流方向的磁場(chǎng)，使導(dǎo)線中的電子受到洛侖茲力的集中，從而在電子集中的方向產(chǎn)生電場(chǎng)，這將使后面的電子受到電的作用而平衡。磁場(chǎng)產(chǎn)生的洛倫茲力使后續(xù)的電子順利通過，沒有偏移，這就是所謂的霍爾效應(yīng)。產(chǎn)生的內(nèi)置電壓稱為霍爾電壓。
當(dāng)磁場(chǎng)是交變磁場(chǎng)時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)也是同頻率的交變電動(dòng)勢(shì)，建立霍爾電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間極短，所以響應(yīng)頻率高。常用霍爾元件的材料多為半導(dǎo)體，包括N型硅(Si)、銻化銦(InSb)、砷化銦(InAs)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)材料等。
3、渦流壓力傳感器
基于渦流效應(yīng)，移動(dòng)磁場(chǎng)與金屬導(dǎo)體相交，或者由移動(dòng)金屬導(dǎo)體和磁場(chǎng)的垂直相交形成。簡(jiǎn)而言之，就是電磁感應(yīng)造成的。這個(gè)動(dòng)作產(chǎn)生了在導(dǎo)體內(nèi)循環(huán)的電流。渦流特性使得渦流檢測(cè)具有零頻響等特性，因此渦流壓力傳感器可用于靜態(tài)力檢測(cè)。
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