单元三机电一体系统传感检测技术.ppt

3.2.5 红外线传感器 红外传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。 一般由光学系统、 探测器、 信号调理电路及显示单元 等组成。 双元热释电红外传感器 3.2.5 红外线传感器 红外传感器是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。 一般由光学系统、 探测器、 信号调理电路及显示单元 等组成。 双元热释电红外传感器 3.2.5 红外线传感器 分类 根据红外线传感器的工作原理，大体上可以分为两种类型:一种为热型红外线传感器，另一种为量子型红外线传感器。 热型红外线传感器的特点是:灵敏度和响应速度均较低，波长带域较宽，可以在常温下使用，使用时比较方便等。 量子型红外线传感器则具有检测的灵敏度高，响应速度快等特点。 * 热型红外线传感器利用了红外线的热效应，使传感元件受热而温度上升，因而使传感元件的电气性能发生变化，检测这一变化并转换成标准电信号输出。 热型红外线传感器主要作为红外分光器使用。原理、特点及应用见表3-4 3.2.5 红外线传感器 * 3.2.5 红外线传感器 表3-4热型红外线传感器的原理、特点及应用实例 工作原理 优点 缺点 应用举例 热电动势（红外线-温度差-产生热电动势） 无电源、机械强度大、直流相应、价格低 敏感度比较小 放射温度计、防灾、防盗、家用电器 热电效应（红外线、温度变化-产生电荷） 无电源、可高速响应、价格低 振动影响、直流光不感应 防灾、防盗、家用电器 惰性气体的热膨胀（红外线-密封气体的体积膨胀-膜变位-光学检测） 检测灵敏度高 很容易损坏、价格高 理化学仪器、分光光度仪 电阻随温度变化（红外线-温度变化-电阻变化） 机械强度大、直流响应 需要电源 放射计、分析仪 特定气体的热膨胀（红外线-密封气体的体积膨胀-膜变位-电容量变化） 高选择性 不能用于全波长感应 公害分析仪、过程控制 红外线辐射温度计外形 红外线辐射温度计用于食品温度测量 红外线辐射温度计在非接触体温测量中的应用 耳温仪 * * 军用热成像传感器的效果 白亮处有一辆坦克 通过红外传感系统达到遥感的无人驾驶飞机 串联方法正电荷集中于上极板，负电荷集中于下极板，传感器本身的电容量小、响应快、输出电压大，故这种传感器适用于测量以电压作输出的信号和频率较高的信号。 (b)串联 + － － + 下图是一种压电式加速度传感器的结构图。它主要由压电元件、质量块、预压弹簧、基座及外壳等组成。整个部件装在外壳内，并由螺栓加以固定。 压电式加速度传感器结构图 压电式加速度传感器 当加速度传感器和被测物一起受到冲击振动时，压电元件受质量块惯性力的作用，根据牛顿第二定律，此惯性力是加速度的函数， 即 F=ma 式中：F——质量块产生的惯性力；  m——质量块的质量；  a——加速度。 与加速度a成正比。因此，测得加速度传感器输出的电荷便可知加速度的大小。 此时惯性力F作用于压电元件上，因而产生电荷q，当传感器选定后，m为常数， 则传感器输出电荷为 3.2.4 温度传感器 工作原理：能感受温度并转换成可用输出信号的传感器 测量方法 接触式 非接触式 工作原理 膨胀式 电阻式 热电式 辐射式 温度传感器按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按输出方式分，有自发电型、非电测型等。 温度测量分类 3.2.4 温度传感器 CPU散热风扇 低温时为蓝色 温度升高后变为红色 3.2.4 温度传感器 3.2.4 温度传感器 热敏电阻器：是一种有代表性的接触式温度传感器。它是一种半导体热敏元件，其电阻值随温度的变化而变化。其制作方法是以锰(Mn),镍(Nib)、钻(Co )等金属氧化物为主要成分的半导体，在高温下烧结成陶瓷热敏电阻器。 (a)珠形;(b)片形 表3-3热敏电阻器的种类与特性 一般不适合高精度测量，但在测温范围较小时，也可获得较好的精度，非常适合用于家用电器如：空调、复印机、电子体温计（常见的电子体温计基本上都是体积较小的珠粒状热敏电阻）等产品中作为测温元件。 CTR：自动控温和报警电路，构成热控制开关，温度低于某一个温度/开，温度高于某一个温度/关，恒温控制箱，中央空调可以用。 PTC：恒温控制装置，温度超过某一限定值，实现控制。彩色电视机自动消磁装置；功率型PTC作为发热元件。 NTC：构成热测量装置，或者温度补偿。 应用 3.2.4 温度传感器 热敏探头、引线和壳体 MF12型TC热敏电阻 聚脂塑料封装热敏电阻 热敏电阻结构形式 3.2.4 温度传感器 其他形式的热敏电阻 MF58