12第3章传感器原理探析.pptVIP

第三章 常用传感器工作原理与测量电路;传感器概述 应变式电阻传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器;光电式传感器; 1905年德国物理学家爱因斯坦用光量子学说解释了光电发射效应，并为此而获得1921年诺贝尔物理学奖。 ;外光电效应：在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管。 内光电效应：受光照物体电导率发生变化或产生光电动势的效应。分为光电导效应和光生伏特效应。 ;1 、光敏电阻 2 、光敏二极管和光敏三极管 3 、光电池;1) 光敏电阻的工作原理及结构 2) 光敏电阻的主要参数 3) 光敏电阻的基本特性;当光敏电阻受到光照时，阻值减小;当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，电流增大。;光敏电阻的工作原理及结构;(a) 暗电阻和暗电流 光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。此时流过的电流，称为暗电流。 (b) 亮电阻和亮电流 光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。 (c) 光电流 亮电流与暗电流之差，称为光电流。光敏电阻的暗电阻越大，而亮电阻越小，则性能越好。;光敏电阻的光电流与光强之间的关系 ;光敏电阻对不同波长的光，灵敏度是不同的。; 光敏电阻的光电流不能立即随着光照量的改变而立即改变。;温度特性 ;温度对光谱特性影响 ;照相机自动测光 光控灯 工业控制;光敏二极管阵列; 无光照时，处于反偏的光敏二极管工作在截止状态，只有少数载流子在反向偏压的作用下，渡越阻挡层形成微小的反向电流，即暗电流。 受光照时，PN结附近受光子轰击，吸收其能量而产生电子－空穴对，从而使P区和N区的少数载流子浓度大大增加。因此在外加反向电压和内电场的作用下，P区的少数载流子渡越阻挡层进入N区， N区的少数载流子渡越阻挡层进入P区，从而使通过PN的反向电流大大增加，即光电流。;工作原理; 光敏三极管有两个PN结。与普通三极管相似，有电流增益，灵敏度比光敏二极管高。多数光敏三极管的基极没有引出线，只有正负(c、e)两个引脚，所以其外型与光敏二极管相似，从外观上很难区别。 ;工作原理;光敏三极管外形 ; 光照特性 ;伏安特性; 光谱特性;基于光生伏特效应的光电元件——光电池;光电池的结构和工作原理;光电池外形;能提供较大电流的大面积光电池外形;光电池在动力方面的应用; 光幕应用; 光幕应用(续);被测物漫反射型光电开关原理;漫反射型光电开关的应用; 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 ;霍尔元件由霍尔片、四根引线和壳体组成;§3.8 其它常用传感器-霍尔传感器;钢丝绳断丝检测;电流传感器;热电偶测温的主要优点;热电偶工作原理演示 ; 热电偶：两种不同的金属A和B构成闭合回路，当两个接触端T﹥T0时，回路中会产生热电势。 ;接触电势(帕尔贴热电势); δ—汤姆逊系数，它表示温度为1℃时所产生的电动势值，它与材料的性质有关。 ; 热电势存在必须具备两个条件： 　 　a) 两种不同的金属材料组成热电偶； 　 　b) 两端存在温差。 ;几种常用热电偶的测温范围及热电势 ;普通装配型热电偶的外形;隔爆型热电偶外形;其他热电偶外形;传感器的标定和校准;传感器的标定;传感器的选用