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常用敏感元件

发布时间:2011/8/19 14:51:27 访问次数:3973


    敏感元器件是直接感受非电量,并将其变换为电量的元器件。非电量包括温度、流量、压力、光、磁、位移、加速度、气体成分、离子浓度和放射性等物理量。
    敏感元器件一般都是独立的,可以自成元器件,也可以与其他部件、电路组成一个装置,将非电量按照一定的规律转换为电量,此时,它被称作传感器。各种非电量必须通过各种敏感元器件将其变换为电量后才能作为电子线路的输入信号使用;因此,敏感元器件是电子线路与外围电路的重要接口元器件,在测量与控制电路中不可缺少。
    敏感元器件种类繁多,本书只对常用的有代表性的敏感元器件加以介绍。


1、压力敏感元器件
    压力敏感元器件一般是指半导体力学量的敏感器件,是利用半导体的压阻效应而制成的敏感元件。利用半导体的压阻效应可制成多种力敏器件,例如压力传感器、荷重传感器、拉压传感器等上千个品种。为简单起见,一般按其工艺结构来划分,有体型应变片、分立扩散硅、硅蓝宝石和集成化四种。
    说明:应变电阻、弹性电阻在同一硅衬底材料上,用该芯片组装的传感器具有灵敏度高、体积小、精度高和频响宽等特点。主要用于各种压力传感器和变送器。S32133/34135/36/37系列力敏苍片参数如表8-1所列。KJY型扩散硅全桥集成应变片参数如表8-2所列。

       

                         

2、温度敏感元器件
    温度敏感元器件简称温敏元器件,它是使用最多的敏感元器件之一。温度敏感元器件主要有半导体热敏电阻、热电偶、热电阻、温敏二极管(PN结)、半导体集成温度传感器和石英晶体等。

    (1) LM134/2341334电流型半导体集成温度传感器
    LM134/234/334为电流型半导体集成温度传感器,它有3个端头,第三个端头是器件电流的设定端,可在校正端引线与负端引线之间并接一只电阻Rset来设定IO。IO的表达式为
                                  IO=227μV/K·Rset)t
式中的t为温度。当Rset=227Ω时,温度系数正好是1μA/℃,如果串入的负载R=10kΩ,可获得10mV/℃的温度电压信号。其引脚和应用电路如图8-1所示。
    LM134/234/334依次是军品、工业品和民品,开头为1和3的规定与运算放大器中的规定相同。LM134的工作温度范围是- 55~125℃,LM234的工作温度范围是-25~100℃,LM334的工作电压最大不得超过40V,最小工作电压为0.8V,输出电流范围为0.001-10mA,输出电流温度系数为0.96~1.04μA/K。工作电压变化对输出电流的影响:当IO=0.1mA时,为小于0.26%/V;当IO=1mA时,为小于0.15%/V。

                
 


    敏感元器件是直接感受非电量,并将其变换为电量的元器件。非电量包括温度、流量、压力、光、磁、位移、加速度、气体成分、离子浓度和放射性等物理量。
    敏感元器件一般都是独立的,可以自成元器件,也可以与其他部件、电路组成一个装置,将非电量按照一定的规律转换为电量,此时,它被称作传感器。各种非电量必须通过各种敏感元器件将其变换为电量后才能作为电子线路的输入信号使用;因此,敏感元器件是电子线路与外围电路的重要接口元器件,在测量与控制电路中不可缺少。
    敏感元器件种类繁多,本书只对常用的有代表性的敏感元器件加以介绍。


1、压力敏感元器件
    压力敏感元器件一般是指半导体力学量的敏感器件,是利用半导体的压阻效应而制成的敏感元件。利用半导体的压阻效应可制成多种力敏器件,例如压力传感器、荷重传感器、拉压传感器等上千个品种。为简单起见,一般按其工艺结构来划分,有体型应变片、分立扩散硅、硅蓝宝石和集成化四种。
    说明:应变电阻、弹性电阻在同一硅衬底材料上,用该芯片组装的传感器具有灵敏度高、体积小、精度高和频响宽等特点。主要用于各种压力传感器和变送器。S32133/34135/36/37系列力敏苍片参数如表8-1所列。KJY型扩散硅全桥集成应变片参数如表8-2所列。

       

                         

2、温度敏感元器件
    温度敏感元器件简称温敏元器件,它是使用最多的敏感元器件之一。温度敏感元器件主要有半导体热敏电阻、热电偶、热电阻、温敏二极管(PN结)、半导体集成温度传感器和石英晶体等。

    (1) LM134/2341334电流型半导体集成温度传感器
    LM134/234/334为电流型半导体集成温度传感器,它有3个端头,第三个端头是器件电流的设定端,可在校正端引线与负端引线之间并接一只电阻Rset来设定IO。IO的表达式为
                                  IO=227μV/K·Rset)t
式中的t为温度。当Rset=227Ω时,温度系数正好是1μA/℃,如果串入的负载R=10kΩ,可获得10mV/℃的温度电压信号。其引脚和应用电路如图8-1所示。
    LM134/234/334依次是军品、工业品和民品,开头为1和3的规定与运算放大器中的规定相同。LM134的工作温度范围是- 55~125℃,LM234的工作温度范围是-25~100℃,LM334的工作电压最大不得超过40V,最小工作电压为0.8V,输出电流范围为0.001-10mA,输出电流温度系数为0.96~1.04μA/K。工作电压变化对输出电流的影响:当IO=0.1mA时,为小于0.26%/V;当IO=1mA时,为小于0.15%/V。

                
 

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8-19常用敏感元件

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