检测技术及传感器 S06检测技术知识课件.pptVIP

MT,I ?? 检测元件与检测技术 检测元件的命名 运用命名法时应注意  使用场合不同，修饰语的排序亦不同 传感器（主称）＋ 四级修饰语组成全称。在实际运用中，可根据产品具体情况省略任何一级修饰语。但国标规定，传感器作为商品出售时，第一级修饰语不得省略。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 检测元件的表示 从电路角度考虑，敏感元件就是信号(或信息)源。 对于大多数传感器，它都可以用具有两端口或四端口特征的电气元件足够精确地进行描述。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 检测元件的表示 与传统的信息技术中常见的两端口或四端口元件相比，唯一的区别是敏感元件的特性依赖于物理的或化学的环境变量。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 自然规律 守恒定律、场的定律、物质定律、统计法则 基础效应 热电效应、光磁电效应、磁效应、压电效应、应变效应、电涡流效应、超导效应、集肤效应、多普勒效应、物理现象等 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 自然规律 守恒定律 包括能量、动量、电荷量等守恒定律。 这些定律是分析、研制新型传感器时必须严格遵守的基本法则。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 自然规律 场的定律 动力场的运动定律、电磁场的感应定律等，其作用与物体在空间的位置及分布状态有关。 一般可由物理方程给出，这些方程可作为许多传感器工作的数学模型。例如，利用静电场制成的电容式传感器，利用电磁感应定律可制成的电感（自感或互感）式传感器等等。 利用场的定律制成，可统称为结构型传感器。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 自然规律 物质定律 表示各种物质本身内在性质的定律（如虎克定律、欧姆定律），通常以这种物质所固有的物理常数加以描述，其大小决定着传感器的主要性能。半导体物质法则：压阻、热阻、光阻、湿阻等效应，可分别制成压敏、热敏、光敏、湿敏等传感器件；压电晶体物质法则：压电效应，可制成压电式传感器等等。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 自然规律 统计法则 将微观系统与宏观系统联系起来的物理法则，这些法则常常与传感器的工作状态有关。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 热电效应 塞贝克效应：热电势（温度—→电），热电偶 珀尔帖效应：接触电势（温度←→电），半导体制冷 汤姆逊效应：温差电势（温差←→电） 热电子发射效应：热—→电子，红外成像 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 光磁电效应 光电子发射效应：外光电效应（光→电），光电二极管、光电倍增管及紫外线传感器等。 光电导效应：内光电效应（光→电阻），光敏电阻。 光伏特效应：内光电效应（光→电），光电池、光敏二极管、光敏三极管和光敏晶闸管等。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 光磁电效应 光的热电效应：热释电（热→电），红外人体传感器 塞曼效应：光通过磁场时光谱离散（光磁→光谱） 拉曼效应：单色光照射物质时发出不同光谱（光→光） 泡克尔斯效应：光通过压电晶体时分成正常和异常光线（光电→光） MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 光磁电效应 克尔效应：光通过各种同性物质并在垂直方向加电压时分成正常和异常光线（光电→光） 法拉第效应：线偏振光通过磁性物质时偏振面旋转（光磁→电） MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 磁效应 霍尔效应：电流流过导体并在与电流垂直的方向加磁场时在垂直方向产生电势的现象（磁电→电），磁敏二极管、磁敏三极管等。 磁阻效应：导体在磁场中电阻增加的现象（磁电→电阻），磁敏电阻、磁头等。 磁致伸缩效应：强磁体加磁场时产生变形（磁→机械） MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 压电效应 压电效应是指强介质加压力时的极化现象，可产生电位差（压力←→电），超声波换能器。 多普勒效应 当声源、光源及微波等波源与观测者之间有相对运动时，观测到的频率发生谱移的现象（运动→频率） MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 物理现象 热传导现象：热力学第一定律（热→物性），热敏电阻气体传感器、干湿球湿度传感器等。 热辐射现象：物体温度升高时产生光（电磁波）辐射的现象（温度→光），辐射高温计、红外探测等。 MT,I ?? 检测元件与检测技术 传感技术基础 基础效应 MT,I ?? 检测元件与检测技术 检测装置 检测装置的误差来源 检测元件灵敏度、测量范围、输入输出特性、稳定性等等。 其它组成部分通过误差分析，进行针对性的设计，可以大大减小各部分的误差。 MT,I ?