霍爾效應
置于磁場中的導體(或半導體),當有電流流過時,在垂直于電流和磁場的方向會產生電動勢(霍爾電勢),原因是電荷受到洛倫茲力的作用。
定向運動的電子除受到洛侖茲力外,還受到霍爾電場的作用,當fl=fE時,達到平衡,此時
基本特性
額定激勵電流和***大允許激勵電流當霍爾元件自身溫升10度時所流過的激勵電流以元件***大溫升為限制所對應的激勵電流
輸入電阻和輸出電阻激勵電極間的電阻電壓源內阻
不等位電勢和不等位電阻當霍爾元件的激勵電流為I時,若元件所處位置磁感應強度為零,此時測得的空載霍爾電勢。不等位電勢就是激勵電流經不等位電阻所產生的電壓。
寄生直流電勢
霍爾電勢溫度系數
誤差補償
零點誤差:
不等位電勢:電極引出時偏斜,半導體的電阻特性(等勢面傾斜)造成。激勵電極接觸不良。
寄生直流電勢:由于霍耳元件是半導體,外接金屬導線時,易引起PN節效應,當電流為交流電時,整個霍耳元件形成整流效應,PN節壓降構成寄生直流電勢,帶來輸出誤差。
霍爾元件的溫度補償
誤差原因:溫度變化時,KH,Ri(輸入電阻)變化
補償辦法
對溫度引起的I進行補償。采用恒流源供電。但只能減小由于輸入電阻隨溫度變化所引起的激勵電流的變化的影響。
對KHI乘積項同時進行補償。采用恒流源與輸入回路并聯電阻。
傳遞矩陣
機械阻抗質量為m、彈簧剛度為k,阻尼系數為c的單自由度機械振動系統。設在力F作用下產生的振動速度和位移分別為v(圖中即ν)和x,由此可列出力平衡方程電阻R、電感L和電容C組成的串聯電路,設電源電壓為u,回路電流為i、電荷為q。由此可列出電壓平衡方程
這兩個微分方程式雖然機電內容不同,但形式相同。因此,這兩個系統為一對相似系統。一個系統可以根據求解它的微分方程來討論其動態特性,故上述兩相似系統的動態特性必然一致,可以實現機電模擬。一對相似系統
單自由度機械振動系統; RLC串聯電路
在電路中存在著電阻抗,它是將電流與電壓聯系起來的一個參數,可以設想,如同電路中的電阻抗一樣,假設機械系統存在“機械阻抗”ZM。類似于電系統,由第一個式子可得可見ZM是將機械系統 中某一點上的運動響 應與引起這個運動的力聯系起來的一個參數。由此可得,作簡諧運動的線性機械系統的機械阻抗的定義為機械阻抗ZM(復數)=激振力(復數)/運動響應(復數)
引用機械阻抗概念來分析機械系統的動態特性,就可以用簡單的代數方法求得描述動態特性的傳遞函數,而不必求解微分方程。
測振傳感器
磁電式傳感器主要用于振動測量。其中慣性式傳感器不需要靜止的基座作為參考基準,它直接安裝在振動體上進行測量,因而在地面振動測量及機載振動監視系統中獲得了廣泛的應用。
常用地測振傳感器有動鐵式振動傳感器、圈式振動速度傳感器等。
.測振傳感器的應用
航空發動機、各種大型電機、空氣壓縮機、機床、車輛、軌枕振動臺、化工設備、各種水、氣管道、橋梁、高層建筑等,其振動監測與研究都可使用磁電式傳感器。
測振傳感器的工作特性
振動傳感器是典型的集中參數m、k、c二階系統。作為慣性(******)式測振傳感器,要求選擇較大的質量塊m和較小的彈簧常數k。
這樣,在較高振動頻率下,由于質量塊大慣性而近似相對大地靜止。這時,振動體(同傳感器殼體)相對質量塊的位移y(輸出)就可真實地反映振動體相對大地的振幅x(輸入)。