色環電感的概念涉及一系列現象，但是單獨使用時通常是指自感。所以，本章中的討論除非特別說明（比如互感等），電感都是指自感。不過要記住：該專業術語擁有比一般理解更多的含義。

力學傳感器的種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。

　　在了解色環電感時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密粘合在產生力學應變基體上，當基體受力發生應力變化時，電阻應變片也一起產生形變，使應變片的阻值發生改變，從而使加在電阻上的電壓發生變化。這種應變片在受力時產生的阻值變化通常較小，這種應變片組成應變電橋，并通過后續的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉換和CPU）顯示或執行機構。

　　它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保護片和引出線等部分組成。根據不同的用途，電阻應變片的阻值可以由設計者設計，但電阻的取值范圍應注意：阻值太小，所需的驅動電流太大，同時應變片的發熱致使本身的溫度過高，不同的環境中使用，使應變片的阻值變化太大，輸出零點漂移明顯，調零電路過于復雜。而電阻太大，阻抗太高，抗外界的電磁干擾能力較差，一般均為幾十歐至幾十千歐左右。

　　色環電感應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。

　　我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，其電阻值即會發生改變。假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情況。

　色環電感沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性，傳感器自帶溫度補償0～70℃，并可以和絕大多數介質直接接觸。

　　色環電感是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度大于2kV，輸出信號強，長期穩定性好。高特性、低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向，在歐美國家有替代諸多類型傳感器的趨勢，在中國越來越多的用戶使用色環電感替代擴散硅壓力傳感器。

　　被測介質的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產生與介質壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發生變化，用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應于這一壓力的標準測量信號。

　　利用應變電阻式工作原理，采用硅-藍寶石作為半導體敏感元件，具有無與倫比的計量特性。

　　藍寶石系由單晶體絕緣體元素組成，不會發生滯后、疲勞和蠕變現象；藍寶石比硅更堅固，硬度更高，不怕形變；藍寶石有著非常好的彈性和絕緣特性，因此，利用硅-藍寶石制造的半導體敏感元件，對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍寶石的抗輻射特性極強；另外，硅-藍寶石半導體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復性，確保了高成品率。

　　用硅-藍寶石半導體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價比高。

　　表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構成：鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。印刷有異質外延性應變靈敏電橋電路的藍寶石薄片，被焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上（接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅固地連接在一起）。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產生形變，該形變被硅-藍寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。

　　傳感器的電路能夠保證應變電橋電路的供電，并將應變電橋的失衡信號轉換為統一的電信號輸出（4~20mA或0~5V）。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍寶石薄片與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉換為應變片形變，從而達到壓力測量的目的。

　　色環電感中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。由于它隨著應力的變化電場變化微小（也就說壓電系數比較低），所以石英逐漸被其他的壓電晶體所替代。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數，但是它只能在室溫和濕度比較低的環境下才能夠應用。磷酸二氫胺屬于人造晶體，能夠承受高溫和相當高的濕度，所以已經得到了廣泛的應用。

　　現在壓電效應也應用在多晶體上，比如現在的壓電陶瓷，包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。

　　色環電感是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態測量，因為經過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態的應力。

　　色環電感主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。

　　色環電感也廣泛應用在生物醫學測量中，比如說心室導管式微音器就是由壓電傳感器制成的，因為測量動態壓力是如此普遍，所以壓電傳感器的應用非常廣泛

色環電感干擾是EMC所面臨解決的大問題，共模電感是我們解決共模干擾最有力的元件!現在就簡單介紹一下共模電感的原理以及使用情況。

　　色環電感是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上，形成一個四端器件，要對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。色環電感原理是流過共模電流時磁環中的磁通相互疊加，從而具有相當大的電感量，對共模電流起到抑制作用，而當兩線圈流過差模電流時，磁環中的磁通相互抵消，幾乎沒有電感量，所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號，而對線路正常傳輸的差模信號無影響。

　　色環電感在制作時應滿足以下要求：

　　1)繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路。

　　2)當線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現飽和。

　　3)線圈中的磁芯應與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿。

　　4)線圈應盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。

　　通常情況下，同時注意選擇所需濾波的頻段，共模阻抗越大越好，因此我們在選擇共模電感時需要看器件資料，主要根據阻抗頻率曲線選擇。另外選擇時注意考慮差模阻抗對信號的影響，主要關注差模阻抗，特別注意高速端口

 對于處理器供電電路，處理器從低負荷到滿負荷，電流的變化是非常大的。為了保證處理器能夠在快速的負荷變化中，不會因為電流供應異常而出現死機現象。處理器供電電路要求具有非常快速的大電流響應能力。供電電路中的場效應管(MOSFET管)、電感和電容都會影響到這一能力。一個最理想的狀態是，使用最快速的場效應管(MOSFET管)、高磁通量粗導線的電感線圈、超低ESR的輸入輸出電容。

    那么有沒同時使用最快速的場效應管(MOSFET管)、高磁通量粗導線的電感線圈、超低ESR的輸入輸出電容的主板呢？實際上，不同的主板廠商，對選料的著重點不一樣。甲廠商可能會選用快速的場效應管(MOSFET管)，快速的場效應管(MOSFET管)的開關噪聲比較小，這樣就可以將輸入輸出的電容等級下降一點。好的主板使用高導磁的電感磁芯（降低了線圈的損耗電流），因此它的線圈使用單根比較粗一點的就可以了。但大多數廠商會使用便宜一點的磁芯，使用三線并繞的方式來解決，這樣即使損耗大一些，線圈也不會發太多的熱。上面筆者已經談過電容的問題，下面我們來談談電感和場效應管(MOSFET管)。

　　充足而純凈的電流是保證主板穩定工作的重要條件，為了保證處理器等設備穩定可靠地工作，就需要有非常純凈的電流。因此，主板上設計了很復雜的電路對供電電流進行濾波處理。在主板上，電感和電容主要是用來對電流進行濾波的。由于電感有蓄能的特點，所以電流先流過電感以便濾掉一部分高頻雜波，再流過電容進一步濾掉其余的雜波，因此電感的性能就充分影響到了整個主板供電的純凈度。

　　再早期的主板用料中常常選用裸露式電感，漸進到半封閉式電感，目前市面上的主板已全部采用了全封閉式電感。正因為是屏蔽式，所以電感的線圈粗細很難分辨。不過在這里可以將理論與大家分享一下仍是十分有必要的。影響電感性能的主要是線圈和磁芯。線徑很粗的線圈采用的是高導磁率、不易飽和的新型磁芯，所以不需要很多的繞線圈數就可以得到足夠的磁通量，因此也被越來越多的主板生產商所采用

加載其電感量按下式計算:線圈公式
阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作頻率) * 電感量(mH)，設定需用 360ohm 阻抗，因此：
電感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作頻率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH
據此可以算出繞線圈數：
圈數 = [電感量* { ( 18*圈直徑(吋)) + ( 40 * 圈長(吋))}] ÷ 圈直徑 (吋)
圈數 = [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈

空心電感計算公式
空心電感計算公式：L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)
                            D------線圈直徑
                            N------線圈匝數
                            d-----線徑
                            H----線圈高度
                            W----線圈寬度
          
                           單位分別為毫米和mH。。
空心線圈電感量計算公式:

l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)

線圈電感量 l單位: 微亨
線圈直徑 D單位: cm
線圈匝數 N單位: 匝
線圈長度 L單位: cm

頻率電感電容計算公式:

l=25330.3/[(f0*f0)*c]

工作頻率: f0 單位:MHZ 本題f0=125KHZ=0.125
諧振電容: c 單位:PF 本題建義c=500...1000pf 可自行先決定,或由Q
值決定
諧振電感: l 單位: 微亨
線圈電感的計算公式
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　1。針對環行CORE，有以下公式可利用: (IRON)

L=N2．AL L= 電感值（H)
H-DC=0.4πNI / l N= 線圈匝數(圈)
AL= 感應系數
H-DC=直流磁化力 I= 通過電流(A)
l= 磁路長度（cm)
l及AL值大小，可參照Micrometal對照表。例如: 以T50-52材，線圈5圈半，其L值為T50-52(表示OD為0.5英吋)，經查表其AL值約為33nH

L=33．(5.5)2=998.25nH≒1μH
當流過10A電流時，其L值變化可由l=3.74(查表)
H-DC=0.4πNI / l = 0.4×3.14×5.5×10 / 3.74 = 18.47 （查表后）
即可了解L值下降程度(μi%)

2。介紹一個經驗公式
L=(k*μ0*μs*N2*S)/l
其中
μ0 為真空磁導率=4π*10(-7)。（10的負七次方）
μs 為線圈內部磁芯的相對磁導率，空心線圈時μs=1
N2 為線圈圈數的平方
S 線圈的截面積，單位為平方米
l 線圈的長度， 單位為米
k 系數，取決于線圈的半徑（R)與長度(l)的比值。

計算出的電感量的單位為亨利。