led光电特性研究实验报告论文

led光电特性研究实验报告论文

答：光电效应实验思考题1什么是光电效应,光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应( Phot cel ectric effect )。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之増大。但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值叫饱和电流。所以,当入射光强度塔大时,根据光子假设,入射光的强度。

其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。 LED灯具照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前，已商品化的白光LED多是二波长，即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及LED背光源等市场。

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理

二极管的单向导通是因为二极管内的PN结，至于PN结和发光二极管百度百科里有。

研究性论文实验报告

研究性学习辅导材料研究性学习结题报告的要素由于结题报告主要是向读者介绍自己的研究过程和结果，是以把事情表述清楚为目的，不一定拘泥于固定的模式。但报告的基本要素应该具备，也就是以下几个问题要介绍清楚。 ①做了什么事情(研究的题目)。②是谁做的(课题组成员--课题负责人、组员是谁?)。 ③为什么要做(课题的目的、意义、来源及背景)。④怎样做的(课题研究的过程)。③做得怎样(课题研究的结果)。⑥讨论或体会(有哪些尚待解决的问题需要和同行探讨；有哪些感受向同行交流)。⑦参考文献(要注明参考文章的作者、名称、著作或刊物的名称、出版社名称、期刊号及发表或再版时间以及文章所在页码，如果是网上查寻的，还应注明网址)。结题报告的种类结题报告的种类很多，主要根据课题类型和读者对象进行选择。如果为在学术会议上交流或在刊物上发表，一般采用论文的形式；如果是向上级汇报自己的研究工作则一般采用研究报告的形式。而报告的种类很多，有综合研究报告、调查报告、科学研究报告、设计报告和读书报告等。几种常用结题报告的形式及结构(一)论文1．论文的主要特点论文和研究报告相比最大区别在于研究报告突出的是研究的过程性，而论文着重体现研究的结论性和理论性。论文最重要的是要有鲜明的观点和理论体系。作者通过自己研究所取得的大量事实论据和理论论据。通过周密的推理，论证自己的结论和观点的正确性和实际价值。2．论文的结构①题目 ②作者 ③内容摘要 ④绪论 ⑤本论 ⑥结论 ⑦参考文献3．撰写论文的注意事项 论文的题目是文章的总纲，它必须反映文章的中心。论文的题目要简明，易于理解并吸引读者。内容摘要是用简短的语言向读者介绍文章的主要内容，主要是研究的过程、方法和成果。较长的论文其摘要能节省读者的时间，让读者选择是否继续读下去。如果论文并不长，此部分也可以省略。绪论是论文的引子，它向读者介绍课题的背景、目的、意义，并提出观点，引出下文。本论是作者向读者展示自己研究过程和结果的部分。作者通过大量的事实论据和理论论据，通过有效地组织材料来论证；自己的观点和研究成果。本论部分条理要清晰，逻辑推：理要严密。语言阐述必须精确、通俗，尽量使用简洁的语言，专有名词术语要用的准确、适当。论文行文一般不采用比喻、拟人、夸张等修饰手法，不采用想当然的描述。结论是对前文的高度概括和总结。结论观点要鲜明，要与前文相呼应。参考文献是指研究过程中参考过的文章或作品。列出参考文献一方面是对他人劳动成果的尊重，另一方面也为读者核实和深入研究提供方便。中学生的论文列出参考文献也是研究过程的一个佐证。(二)综合研究报告 综合研究报告适用于在课题研究过程中采用了多种研究方法或手段的课题。1．综合研究报告的特点 综合研究报告与论文相比在于它能很好地展示研究的过程，同时它又与科研报告和调查报告不同，它不像后者个性那样鲜明，所以它体现报告的综合性和一般性，其着重点在于介绍研究的过程。2．综合研究报告的结构①题目 ②作者 ③课题的由来 ④课题的目的、意义 ⑤人员分工⑥方法、步骤 ⑦研究的过程 ⑧研究的结果 ⑨结论 ⑩对上级的意见或建议⑩体会 ⑩参考文献3．撰写综合研究报告的注意事项 综合研究报告和论文相比其特点在于能全方位反映课题的要素，尤其是课题研究的过程和结果。由于报告强调的是过程，所以过程和结果是此类报告的重点。(三)科研报告 此类报告适用于用科学实验的方法进行研究的课题。 1．科研报告的特点 科研报告的个性比较鲜明，它主要适用于科学实验类的研究。它不仅体现了研究的过程性，更应体现其科学性和周密性。其着重点应体现在原理的科学性，过程的完整性、周密性，数据的准确性，结论正确性。2．科研报告的结构①课题名称 ②项目负责人及课题组成员 ②课题的由来 ④课题的目的、意义⑤人员分工 ⑧方法、步骤 ⑦实验的原理及预期结果 ⑧实验的器材、物品⑨实验的过程 ⑩实验的结果 ⑥关于结果的讨论 ⑩结论 ⑩参考文献3．撰写科研报告的注意事项 此类报告不仅强调研究的过程性，尤其强调科学性；报告中的数据必须全面准确、必须尊重客观事实，反映实验的本来面貌，不能夸大和杜撰。(四)调查报告 此类报告适用于用调查的方法研究的课题。1．调查报告的特点 调查报告不仅要反映调查的过程，还必须明确调查的要素(时间、对象、范围、内容、方法等)，其着重点应反映调查方法的科学性，范围覆盖性和对象的代表性，突出表现结果的准确性。通过调查者透彻的分析找出规律，使读者正确认识事物的本来面目，为决策者提供有价值的建议。2．调查报告的结构①题目 ②调查组负责人及组内成员 ③概述 ④事实描述⑤事实分析 ⑧结论 ⑦处理意见或建议3．撰写调查报告的注意事项调查报告的一些基本要素(调查目的意义、调查时、调查对象、调查范围、调查方法、调查内容等)应在概中表达清楚。事实描述要实事求是，材料要真实、明，数据材料可以用图表。事实分析指的是造成事实的因分析，分析要全面、透彻，要透过现象看本质，要找出律性的东西。结论是通过定量分析到定性评价的过，结论要力求准确。意见或建议是对决策部门提的，是L7改变现状，使事物向好的方向发展。建议要具有科学性和可行性。4．调查报告范文 中学生课外阅读情况的调查朱 黎 劳如颖 邹小华 张宇靖 倪 鼓一、调查目的 书是人类进步的阶梯。课外阅读是中学生业余生活中不可缺少的环节之一。随着"减负"这一方针的出台，课业负担逐渐减轻，闲暇时间开始增多，这势必为中学课外阅读提供了契机。由于课外阅读已成为学生的"第二课堂"，因而了解当今中学课外阅读情况尤为重要，此项研究通过调查目前中学生喜爱的不同读物，分析个中原因，从而进一步了解青年一代的思想素质和文件修养。二、调查范围 新华书店、三联书店的部分中学生顾客。三、调查方法 问卷调查、发放问卷330份，收回问卷，除去废卷，其中有效卷280份。四、调查结果 经调查发现，95％以上的中学生爱好课外阅读，由于偏好的读物因人而异，为便于表达结果，我们只将最主要的调查结果列表显示(见表8-3、表8-4)。 在"您最喜欢的书籍"选项中，男女生不约而同地将"侦探推理小说"放在了首位，这对我们来说并不意外，因为这一类的小说兼有逻辑性强和情节49人心弦等特点，它们对好奇心强的中学生确有吸引力。卡通漫画在男女生中分别占有42％和51．6％，它的广受欢迎，巳符合现代中学生的心理特点。电影小说在男生中崭露头角，或许将合成为一股新潮流。武侠小说仍得到42％的男生的垂青。看来，英雄豪杰魅力犹存。相比之下，女生青睐于古典名著应与其渗在文学情绪和细腻心思休戚相关。正处豆蔻年华的少女也不会错过时尚杂志期刊。在"原因"选项中，"逻辑性强"和"情节吸引人"在男女生中分别占58．3％和77．4％。这应该是理性和感性思维使然吧。但是"文学性"、"哲理性"、"知识性"等选项却少有人问津，此类书籍仍未成为主流。在"影响因素"选项中，"个人兴趣"占据了主导地位，的确，当代学生更讲究独立与个性，可传媒影响力也着实不小。 初高中生课外阅读既有许多相同之处，也有不少差弄。在"最喜欢的书籍"一栏中，"侦探推理"和"卡通漫画"无论在初中还是高中生中都雄锯冠亚军；初中生年纪尚小，受到师长引导的影响较多，所以"古典名著"这类正统教育的经典也开始在初中生中倍受16目，也有41．2％的得票率。在调查中不难发现：高中生阅读的书籍范围明显比初中生更广，"艺术修养娄"和"军事类"在初中几乎无人问津，在高中却有近15％的得票率。 在"喜欢的原因"这方面，高中生的答案更呈现多元化；得票率最高的"情节吸引人"也仅占61．5％，较之初中的70．6％地位明显下降；此外，"哲理性强"这一原因也在高中占一席之地，较初中上升近lo个百分点。从"影响因素"来看，初中生对周围世界的关注比高中生略逊一筹，传媒推荐在初高中分别占5．88％与11．5％，由此可见，高中生更贴近社会，视野更为广阔。随着题海战术日趋淘汰，取而代之的是给予孩子丰富多彩的精神食粮。超过半数的家长全力支持子女课外阅读，必将使素质教育的发展更进一步。对于喜爱的书籍，2／3左右的青少年选择购买，l／3左右采用租、借的方法，家长在经济方面的慷慨解囊，为学生的课外阅读提供了有利条件。 至于教师在推荐课外读物中，可谓喜忧参半。喜的是，大多数学生接受教师推荐的课外读物，足以证明教师在学生心目中的地位--为人师表，知识渊博，了解学生，自是最佳的引导者；忧的是，竞有半数以上的教师对学生课外阅读并不关心，看来家长对这问题的重视程度，比起教师而言，已有过之而无不及，其实师长对学生课外阅读的指导，不但可取，而又是必要的，它是一个不客忽视的环节。五、结论与建议 通过此项调查，我们初步了解到目前中学课外阅读情况：(1)各类型书籍在学生中都具有一定影响力，但大家仍偏重于侦探、卡通、武侠等趣味性较强的读物。(2)由于性别、年龄的不同而导致择书的差异依然存在，但相对而言，后者造成的差弄性更为明显。(3)多数学生对选择书籍有自我主见，然而传媒作用亦不小。(4)部分师长关心学生的课外阅读，但与预期情况有一定距离。根据以上结论，我们提出四点建议：(1)在全面贡彻"减负"方针的同时，要提侣扩展课外阅读，全方位汲取知识，扛宽视野。(2)加大传媒的力度，定期向中学生推荐一些顺应潮流的读物，起到导向的作用。(3)学校内部加强这方面的教育，如开展课外阅读选修课、座谈会等活动。使师生间能交流心得，互相沟通。(4)可考虑将一些颇受欢迎的题材作品编入教材，探求寓教于乐的新思路。参考文献：略5．点评 该报告比较全面地反映了调查报告的要素，作者对调查数据进行了合理的加工处理，使结果得以直观展现，结果分析到位，建议合理；调查时间没有体现，调查结果和事实分析应该用标题分得更清楚些。(五)设计报告 设计报告适用于设计类的课题。 1．设计类研究报告的特点设计类研究报告的特点不仅在于过程性，还在于其创造性，由于此类报告大多研制的是新产品，所以其报告要向读者介绍产品设计的科学性、合理性和适用性。外产品介绍一定要体现直观性、全面性和先进性。2．设计类研究报告的结构a. 研究的题目 b. 课题组成员 c. 课题由来 d. 课题的目的、意义e. 研制的原理 f. 人员分工 g. 研究的方法、步骤及所用时间h. 研究所需条件 i. 研制的过程 j. 研制的结果 k. 产品介绍l. 参考文献3．撰写设计研究报告的注意事项由于此类研究创造性比较强、难度大，读者在理解设计原理上难免有一定的困难，所以作者在介绍原理和产品时要深入浅出、浅显易懂，切忌故弄玄虚。产品介绍要直观，最好能结合实物或图示。产品特性介绍要实事求是，不能夸大其词。(六)读书报告 读书报告则是读书的体会文章，只要把自己的读书体会说清楚即可。1．读书报告的特点 读书报告和其他报告相比其特点是结构简单，变通性也比较强，只要把作者读书内容(包括收获和体会)和文献来源反映出来即可。2．读书报告的结构①报告的题目 ②作者 ③正文 ④文献来源 3．撰写读书报告的注意事项撰写读书报告往往作者要加进自己的体会，但不能破坏作品的科学性。读书报告结构要清晰，条理要清楚。 总之，结题报告把自己的工作过程和成果展示给别人，只要是有利于表述，格式上是可以变通的。

低温探针的性能特性实验研究论文

原创就要收费了……

Sih4和H2可以一起pumpdown么？二氧化硅加水生成硅酸，H2SiO3。硅酸对热不稳定，容易分解，再变为水和SiO2。同时有一种物质叫原硅酸，H4SiO4，非常不稳定，容易失去一摩尔水变成硅酸，但硅酸加水会不会变成原硅酸，硅烷对碱十分敏感，溶液有微量的碱可引起硅烷迅速水解，生成硅酸和H2反应方程式：SiH4+（n+2）H2O==4H2↑+SiO2·nH2OH2SiO3与NH3在有水时可以发生酸碱中和反应反应方程式：H2SiO3+2NH3·H2O==2H2O+(NH4)2SiO3

参考下： 进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战，并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前，在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”！例如在上面提到纺织印染行业，食品行业，耐高温材料行业等，都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下，印染行业在纱锭烘干中，温度能达到120摄氏度或更高温度；在食品行业中，食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右；耐高温材料，如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下，普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化，此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性，除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外，还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点，液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T＝5℃时为，在T＝20℃时为。有机物ε与温度的关系因材料而异，且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势，某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为：高分子聚合物具有较小的介电常数，如聚酰亚胺在低湿时介电常数为一。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后，由于水分子偶极距的存在，大大提高了吸水异质层的介电常数，这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化，使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料（如前所述）形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%。虽然，测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想，在工业领域使用，寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温，湿度滞后，响应速度快，体积小，便于批量生产，但由于多孔型材质，对尘埃影响很大，日常维护频繁，时常需要电加热加以清洗易影响产品质量，易受湿度影响，在低湿高温环境下线性度差，特别是使用寿命短，长期可靠性差，是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点，氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史，有着多种多样的产品型式和制作方法，都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，在众多的感湿材料之中，首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆，以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高，产品性能不断得到改善，氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中，经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向，生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器，自动化仪表等产品，在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时，努力克服传统产品存在的各项弱点，取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底，基片面积大大缩小，采用特殊的工艺处理，耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺，在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极，氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后，湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高，特别是耐温性达到了-40℃-120℃，以多片湿敏元件组合的独特工艺，是传感器感湿范围为1%RH-98%RH，具备了15%RH范围以下的测量性能，漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平，使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统，先对对被测气体采样，然后降温检测并确保绝对湿度的恒定，使探头耐温范围提高到600℃左右，大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在，不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干，高低温试验箱等系统中。同时，JCJ200Y产品能耐温高达600度，也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面，并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白，为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文： 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要：水位测量施测简单直观，易于为广大用水户所接受而且便于自动观测，因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下，通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示： 这个电压和磁场及控制电流成正比： VH＝K╳｜H╳IC｜ 式中VH为霍尔电压，H为磁场，IC为控制电流，K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著，故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件，可以进行非接触式电流测量，众所周知，当电流通过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系，因此可利用霍尔器件测得的讯号大小，直接反应出电流的大小，即： I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流，B为导线通电流后产生的磁场，VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时，可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器，(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数，黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品，它的外形如图20所示，其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器，广泛用于新一代的汽车智能发动机，作为点火定时用的速度传感器，用于ABS（汽车防抱死制动系统）作为车速传感器等。 在ABS中，速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中，1是车速齿轮传感器；2是压力调节器；3是控制器。在制动过程中，控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理，得到车辆的滑移率和减速信号，按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令，调节器及时准确地作出响应，使制动气室执行充气、保持或放气指令，调节制动器的制动压力，以防止车轮抱死，达到抗侧滑、甩尾，提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中，霍尔传感器作为车轮转速传感器，是制动过程中的实时速度采集器，是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中，用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度，以提供更准确的点火时间，其作用是别的速度传感器难以代替的，它具有如下许多新的优点。 （1）相位精度高，可满足°曲轴角的要求，不需采用相位补偿。 （2）可满足度曲轴角的熄火检测要求。 （3）输出为矩形波，幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时，会降低成本。 用齿轮传感器，除可检测转速外，还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体，将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后，磁体每经过霍尔电路一次，便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此，可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体，用流体（气体、液体）去推动叶轮转动，便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体，在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路，可制成车速表，里程表等等，这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮，磁体旁装有霍尔开关电路，被测流体从管道一端通入，推动叶轮带动与之相连的磁体转动，经过霍尔器件时，电路输出脉冲电压，由脉冲的数目，可以得到流体的流速。若知管道的内径，可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见，经过简单的信号转换，便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路，不仅可检测转速，还可辨别旋转方向，如图27所示。 曲线1对应结构图（a）,曲线2对应结构图(b)，曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理（例如可控核聚变）试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制，既可满足测量准确的要求，又不引入插入损耗，还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ－D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器，可检测高达到300kA的电流。 图9（a）为G－10安装结构，中心为电流汇流排，(b)为电缆型多霍尔探头，(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变，而使其在一个均匀梯度磁场中移动，它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线，将它们固定在被测系统上，可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见，结构（b）在Z<2mm时，VH与Z有良好的线性关系，且分辨力可达1μm，结构（C）的灵敏度高，但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多：惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础，可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件，磁系统和霍尔元件等部分组成，如图16所示。在图16中，（a）的弹性元件为膜盒，(b)为弹簧片，(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统，如图29中的(a)、(b)，也可采用单一磁体，如（c）。加上压力后，使磁系统和霍尔元件间产生相对位移，改变作用到霍尔元件上的磁场，从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p～f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M，片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H，H的上下方装上一对永磁体，它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上，当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时，惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移，产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，正越来越受到人们的重视，应用日益广泛。

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(三)摘要

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