第四章信号的获取.pptVIP

本章内容及要求 第一节 概述 一.传感器及其作用 传感器是人类感官的延伸 三、传感器的基本组成 第二节 参数型传感器 一、电阻式传感器 1、电阻应变片的工作原理 2．电阻应变片的误差及其补偿 （1）由温度引起的虚假应变： 二、电容式传感器 1、工作原理与结构 3、电容式传感器的应用 （1）测速度、加速度 （2）电容传声器 （3）电容压力传感器 （5）液位测量 (二) 互感式传感元件 1．工作原理与结构 （三） 涡流式传感器 第三节 发电型传感器 一、磁电式传感器----将被测机械量转化为感应电势 1、工作原理 二、压电式传感器 1．压电效应和逆压电效应 当石英晶体未受外力作用时, 正、负离子正好分布在正六边形的顶角上, 形成三个互成120°夹角的电偶极矩P1、 P2、P3, P1+P2+P3 = 0, 所以晶体表面不产生电荷, 即呈中性。  一、光电元件 （二）、光电池 1、结构与工作原理 光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它是基于光生伏特效应制成的，是发电式有源元件。 当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。 （三）、光敏二极管和光敏三极管 1、光敏二极管 光敏二极管和光电池一样，其基本结构也是一个PN结。它和光电池相比，结面积小，因此频率特性特别好。 （1）结构与工作原理 结构：与一般二极管相似、它装在透明玻璃外壳中，其PN结装在管顶，可直接受到光照射。光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态。 工作原理：光敏二极管在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小。受光照射时，PN结附近受光子轰击，吸收其能量而产生电子-空穴对，使通过PN结的反向电流大为增加，形成了光电流。 特点：光敏二极管的光电流 I 与照度之间呈线性关系。光敏二极管的光照特性是线性的，所以适合检测等方面的应用。 2、光敏三极管 (四) 光电开关 光电开关：利用感光元件接收变化的入射光，进行光电转换、放大，最终获得输出“开”、“关”信号的器件 二、光电传感器的应用 辐射式 吸收式 遮光式 反射式 第五节霍尔传感器 一、霍尔效应 在一N型半导体溥片相对两侧面通以控制电流I，在溥片垂直方向加以磁场B，则在半导体两侧面产生大小与控制电流I和磁场强度B之积成正比的电势。 控制电流:流入到器件内的电流。 电流端或输入端：A、B端。 霍耳端或输出端： C、D端 负载电阻：霍耳端子间连接的负载 输入电阻：电流电极间的电阻 输出电阻：霍耳端子间的电阻 三、霍尔传感器的应用 1、霍耳开关集成传感器 结构及工作原理 工作特性曲线 霍耳开关集成传感器的应用 2、霍耳线性集成传感器 结构及工作原理 主要技术特性 霍耳线性集成传感器的应用 第六节 智能传感器简介 一、概述 传统的传感器相比，智能化传感器具有以下优点： 一、智能传感器的基本组成 （一）、光敏电阻 当无光照射时，光敏电阻（暗电阻）值很大，电路中暗电流很小；当光敏电阻受到一定波长范围的光照射时，它的电阻（亮电阻）急剧减少，电路中光电流迅速增大。 A 金属封装的硫化镉光敏电阻结构图 光导电材料 绝缘衬低 引线 电极 引线 光电导体 RG 1 2 3 4 5 6 7 (a)结构 (b)电极 (c)符号 光敏电阻的结构和符号 1--光导层; 2--玻璃窗口; 3--金属外壳; 4--电极; 5--陶瓷基座; 6--黑色绝缘玻璃; 7--电阻引线。 RG RL E I 　 + 光 P N － SiO2 RL 光电池的结构图 在一块N型硅片上用扩散的办法掺入一些P型杂质(如硼)形成PN结。 I 光 光电池的工作原理示意图 P N 若将PN结两端用导线连起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。 光电池的表示符号、基本电路及等效电路如图所示。 I U Id U I RL IΦ (a) (b) (c) 光电池符号和基本工作电路 P N 光 光敏二极管符号 RL P N 光敏二极管接线 ? 种类：光敏三极管有PNP型和NPN型两种。 结构：与一般三极管相似，具有电流增益, 发射极一边做的很大,以扩大光的照射面积, 基极不接引线。输出电流是光电流的β倍。 P P N N N P e b b c RL E e c 光电传感器在工业上的应用可归纳为辐射式(