第三章常用传感器摘要.ppt

* 光敏晶体管，其结构原图3-49所示。 第七节光电传感器 二、光电元件 图3-49 光敏晶体管 * 按光纤的作用，光纤传感器可分为功能型和传光型两种，如图3-56。 第八节 光纤传感器 一、分类 图3-56 光纤传感器种类 a) 功能型 b)、c)传导型 1-光源 、2-光敏元件 3-光纤 4-被测对象、5-电输出、6-敏感元件 7-发光元件 功能型：频率、相位、强度和偏振 * 光波沿光纤的传播是以全反射方式进行的。光的折射过程如图3-57所示。 第八节 光纤传感器 二、光纤导光原理 图3-57 光的折射 大折射率 小折射率 临界角 全反射 光线在光纤中的传播如图3-58所示。 第八节 光纤传感器 二、光纤导光原理 图3-58光线在光纤中的传播 qiqic 芯子 包层 保护层 n3n1n2 * 下面介绍几种光纤位移传感器。 第八节 光纤传感器 三、光纤传感器的应用 　　图3-59 一种最简单的光纤位移传感器。 * 下面介绍几种光纤位移传感器。 第八节 光纤传感器 三、光纤传感器的应用 　　图3-60 一种反射式光纤位移传感器。 图3-61所示的液位光纤传感器的端部，有一个全反射棱镜。 第八节 光纤传感器 三、光纤传感器的应用 图3-61 光纤液位计 全反射 全反射 光强式光纤传感器最常用的是微弯式光纤传感器。 全反射 * （1） 不受电磁干扰，电气绝缘性能好。 （2） 光波传输无电能和电火花。　　 （3） 工作性能优于传统传感器。　　 （4） 重量轻，体积小。　　 （5） 具有良好的几何形状适应性。　　 （6） 频带宽、动态范围大。 （7） 易于实现远距离测控。 第八节 光纤传感器 四、光纤传感器的特点 1.霍尔元件 第九节 半导体传感器 一、磁敏传感器 霍尔元件是一种半导体材料的磁电转换元件。它们利用霍尔效应进行工作。 　图3-62　霍尔元件及霍尔效应原理 利用半导体材料对光、热、力、滋、气体、湿度等理化量的敏感性的特性制作的传感器就是半导体传感器。该类型传感器属于物性传感器，结构简单、体积小、重量轻；功耗低、安全可靠、寿命长；对被测量敏感，响应快；与被测量具有非线性，对温度比较敏感，离散性大。 利用半导体材料的磁敏特件来工作的传感器有霍尔元件、磁阻元件和磁敏管等。 霍尔电势即霍尔效应 * 1.霍尔元件 第九节 半导体传感器 一、磁敏传感器 　　图3-63 霍尔元件用于测量的各种实例。 测角度 测位移 测加速度 测零件数 测转速 测压力 * 1.霍尔元件 第九节 半导体传感器 一、磁敏传感器 　利用霍尔元件测试钢丝绳断丝的工作原理，如图3-64所示。 图3-64 钢丝绳断丝检测原理 * 2.磁阻元件 第九节 半导体传感器 一、磁敏传感器 磁电元件是利用半导体材料的磁阻效应来工作的。 　　图3-65 一种测量位移的磁阻效应传感器。 电阻1 电阻2 * 3.磁敏管 第九节 半导体传感器 一、磁敏传感器 磁敏二极管和磁敏三极管是20世纪70年代发展出来的新型磁敏传感器。这种元件检测磁场变化的灵敏度很高。 第九节 半导体传感器 二、热敏传感器 热敏电阻是一种半导体温度传感器：由金属氧化物的粉末按一定比例混合烧结而成。 图3-66 热敏电阻具有很大的负温度系数，且其特性曲线为非线性的 * 第九节 半导体传感器 二、热敏传感器 热敏电阻是一种半导体温度传感器：由金属氧化物的粉末按一定比例混合烧结而成。 　　图3-67 热敏电阻元件可制作成珠状、杆状和片状 特点： 灵敏度高 0.001~0.005℃ ±6mV/℃以下及-150W~-20W/℃; 热敏电阻元件可制作成各种形状，且体积小，热惯性小，响应速度快； 在常温下(25℃)，热敏电阻本身的阻值可以在100W~106W； 可测温度范围-200℃~1000℃，在-50℃~350 ℃范围内稳定性最好； 非线性大、对环境温度敏感性大。 * 第九节 半导体传感器 三、气敏传感器 半导体气敏传感器的工作原理是：当气敏元件吸附了被测气体时，其导电率发生了变化。当半导体气敏元件表面吸附气体分子时，由于二者相互接收电子的能力不同，产生了正离子或负离子吸附，引起表面能带弯曲，导致导电率变化。这类传感器都有电极和加热丝，前者用于输出电阻，后者用来烧灼敏感材料表面的油垢和污物，以加速被测气体的吸、脱过程的进程。 * 第九节 半导体传感器 四、湿敏传感器 金属氧化物湿敏传感器的基本结构如图3-68所示。 图3-68 * 第九节 半导体传感器 五、固态图像传感器 固体图像传感器从功能上说，他是一个能把接收到的光像分成许多小单元，并将它们转换成电信号。它的核心部分是电荷耦合器件，简称CCD。分为线型和面型。线型像素1024、1728、2048和4096，面型像素32X32、100