常用敏感元件
發布時間:2011/8/19 14:51:27 訪問次數:3888
敏感元器件是直接感受非電量,并將其變換為電量的元器件。非電量包括溫度、流量、壓力、光、磁、位移、加速度、氣體成分、離子濃度和放射性等物理量。
敏感元器件一般都是獨立的,可以自成元器件,也可以與其他部件、電路組成一個裝置,將非電量按照一定的規律轉換為電量,此時,它被稱作傳感器。各種非電量必須通過各種敏感元器件將其變換為電量后才能作為電子線路的輸入信號使用;因此,敏感元器件是電子線路與外圍電路的重要接口元器件,在測量與控制電路中不可缺少。
敏感元器件種類繁多,本書只對常用的有代表性的敏感元器件加以介紹。
1、壓力敏感元器件
壓力敏感元器件一般是指半導體力學量的敏感器件,是利用半導體的壓阻效應而制成的敏感元件。利用半導體的壓阻效應可制成多種力敏器件,例如壓力傳感器、荷重傳感器、拉壓傳感器等上千個品種。為簡單起見,一般按其工藝結構來劃分,有體型應變片、分立擴散硅、硅藍寶石和集成化四種。
說明:應變電阻、彈性電阻在同一硅襯底材料上,用該芯片組裝的傳感器具有靈敏度高、體積小、精度高和頻響寬等特點。主要用于各種壓力傳感器和變送器。S32133/34135/36/37系列力敏蒼片參數如表8-1所列。KJY型擴散硅全橋集成應變片參數如表8-2所列。
2、溫度敏感元器件
溫度敏感元器件簡稱溫敏元器件,它是使用最多的敏感元器件之一。溫度敏感元器件主要有半導體熱敏電阻、熱電偶、熱電阻、溫敏二極管(PN結)、半導體集成溫度傳感器和石英晶體等。
(1) LM134/2341334電流型半導體集成溫度傳感器
LM134/234/334為電流型半導體集成溫度傳感器,它有3個端頭,第三個端頭是器件電流的設定端,可在校正端引線與負端引線之間并接一只電阻Rset來設定IO。IO的表達式為
IO=227μV/K·Rset)t
式中的t為溫度。當Rset=227Ω時,溫度系數正好是1μA/℃,如果串入的負載R=10kΩ,可獲得10mV/℃的溫度電壓信號。其引腳和應用電路如圖8-1所示。
LM134/234/334依次是軍品、工業品和民品,開頭為1和3的規定與運算放大器中的規定相同。LM134的工作溫度范圍是- 55~125℃,LM234的工作溫度范圍是-25~100℃,LM334的工作電壓最大不得超過40V,最小工作電壓為0.8V,輸出電流范圍為0.001-10mA,輸出電流溫度系數為0.96~1.04μA/K。工作電壓變化對輸出電流的影響:當IO=0.1mA時,為小于0.26%/V;當IO=1mA時,為小于0.15%/V。
敏感元器件是直接感受非電量,并將其變換為電量的元器件。非電量包括溫度、流量、壓力、光、磁、位移、加速度、氣體成分、離子濃度和放射性等物理量。
敏感元器件一般都是獨立的,可以自成元器件,也可以與其他部件、電路組成一個裝置,將非電量按照一定的規律轉換為電量,此時,它被稱作傳感器。各種非電量必須通過各種敏感元器件將其變換為電量后才能作為電子線路的輸入信號使用;因此,敏感元器件是電子線路與外圍電路的重要接口元器件,在測量與控制電路中不可缺少。
敏感元器件種類繁多,本書只對常用的有代表性的敏感元器件加以介紹。
1、壓力敏感元器件
壓力敏感元器件一般是指半導體力學量的敏感器件,是利用半導體的壓阻效應而制成的敏感元件。利用半導體的壓阻效應可制成多種力敏器件,例如壓力傳感器、荷重傳感器、拉壓傳感器等上千個品種。為簡單起見,一般按其工藝結構來劃分,有體型應變片、分立擴散硅、硅藍寶石和集成化四種。
說明:應變電阻、彈性電阻在同一硅襯底材料上,用該芯片組裝的傳感器具有靈敏度高、體積小、精度高和頻響寬等特點。主要用于各種壓力傳感器和變送器。S32133/34135/36/37系列力敏蒼片參數如表8-1所列。KJY型擴散硅全橋集成應變片參數如表8-2所列。
2、溫度敏感元器件
溫度敏感元器件簡稱溫敏元器件,它是使用最多的敏感元器件之一。溫度敏感元器件主要有半導體熱敏電阻、熱電偶、熱電阻、溫敏二極管(PN結)、半導體集成溫度傳感器和石英晶體等。
(1) LM134/2341334電流型半導體集成溫度傳感器
LM134/234/334為電流型半導體集成溫度傳感器,它有3個端頭,第三個端頭是器件電流的設定端,可在校正端引線與負端引線之間并接一只電阻Rset來設定IO。IO的表達式為
IO=227μV/K·Rset)t
式中的t為溫度。當Rset=227Ω時,溫度系數正好是1μA/℃,如果串入的負載R=10kΩ,可獲得10mV/℃的溫度電壓信號。其引腳和應用電路如圖8-1所示。
LM134/234/334依次是軍品、工業品和民品,開頭為1和3的規定與運算放大器中的規定相同。LM134的工作溫度范圍是- 55~125℃,LM234的工作溫度范圍是-25~100℃,LM334的工作電壓最大不得超過40V,最小工作電壓為0.8V,輸出電流范圍為0.001-10mA,輸出電流溫度系數為0.96~1.04μA/K。工作電壓變化對輸出電流的影響:當IO=0.1mA時,為小于0.26%/V;當IO=1mA時,為小于0.15%/V。
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