自动检测第12章幻灯片.ppt

第十二章 新型传感器 本章学习集成温度传感器、磁性传感器、光导纤维传感器、图像传感器的原理以及他们的应用，还涉及数码相机的相关知识。 第一节 集成温度传感器 集成温度传感器（温度IC）将温度敏感元件和放大、运算和补偿等电路采用微电子技术和集成工艺集成在一片芯片上，从而构成集测量、放大、电源供电回路于一体的高性能的测温传感器。 一、集成温度传感器的测温原理 PN结的 温度特性 集成温度传感器的类型 集成温度传感器可分为：模拟型集成温度传感器和数字型集成温度传感器。模拟型的输出信号形式有电压型和电流型两种。 电压型的灵敏度多为10mV/℃（以摄氏温度0℃作为电压的零点），电流型的灵敏度多为1μA/K（以绝对温度0K作为电流的零点）；数字型又可以分为开关输出型、并行输出型、串行输出型等几种不同的形式。 （一）模拟型集成温度传感器 1.模拟型集成温度传感器 AD590封装示意图 空脚（接地） AD590的基本转换电路 电流-电压转换电路（10mV/K） AD590的基本转换电路 输出电压Uo与热力学温度成正比（1mV/K） 电压输出型集成温度传感器—— LM35/45 LM35/45的外形及引脚图 电压输出型集成温度传感器—— LM35/45 LM35/45构成的摄氏温度测量电路及组装成的测温传感器 在电脑中，集成温度传感器用于CPU散热保护电路 散热风扇 MAX6502用于控制散热风扇的转速 当CPU进行复杂运算时，风扇处于全速运行。 第二节 磁性传感器 一、磁致伸缩效应及应用 稀土超磁致伸缩材料的应用 声纳的应用 声纳发射、接收器 声纳反潜的原理 磁致伸缩位移传感器（参考德国图尔克公司资料） 磁致伸缩液位传感器（参考广东康宇测控仪表公司资料） 磁致伸缩液位传感器可靠性强、耐腐蚀、安装方便。 磁致伸缩液位传感器结构 信号处理单元壳体 磁致伸缩液位传感器的应用 各种液位计的外形和安装比较（续） 二、磁敏传感器 磁敏电阻：半导体材料的电阻率随磁场强度的增强而变大，这种现象称为磁阻效应，利用磁阻效应制成的元件称为磁敏电阻。 磁敏电阻的应用 地球磁场“导演”的极光（加拿大育空地区） 磁阻式电子罗盘 磁敏电阻IC及其应用 磁敏电阻的应用 利用磁敏电阻制作小型探矿仪（磁力仪） 磁敏电阻 （聚四氟乙烯封装） 磁敏电阻小型探矿仪 上海直川信息技术有限公司研制的磁阻探矿仪及数据统计曲线图 磁阻IC用于转速测量 磁力线集中 磁阻IC用于笔式验钞器 验钞笔顺着纸币上的磁性防伪线扫描 第十二章：第三节 光导纤维传感器 光的全反射实验 各种装饰性光导纤维 上海东方明珠 发光二极管产生多种颜色的光线，通过光导纤维传导到东方明珠球体的表面。在计算机控制下，可产生动态图案。 光纤传感器外形 光的反射、折射 当一束光线以一定的入射角θ1从介质1射到介质2的分界面上时，一部分能量反射回原介质；另一部分能量则透过分界面，在另一介质内继续传播。 光的全反射 当减小入射角时，进入介质2的折射光与分界面的夹角将相应减小，将导致折射波只能在介质分界面上传播。对这个极限值时的入射角，定义为临界角θc。当入射角小于θc时，入射光线将发生全反射。 光在光纤中的全反射 光纤的结构 光缆的外形及光纤的拉制 光纤的类型 阶跃型：光纤纤芯的折射率分布各点均匀一致，称为多模光纤。 梯度型：梯度型光纤的的折射率呈聚焦型，即在轴线上折射率最大，离开轴线则逐步降低，至纤芯区的边沿时，降低到与包层区一样。 单孔型光纤 单孔型光纤的纤芯直径较小（数微米）接近于被传输光波的波长，光以电磁场“模”的原理在纤芯中传导，能量损失很小，适宜于远距离传输。 与光纤耦合的电光与光电转换器件 实现电光转换的元件通常是发光二极管或激光二极管。 激光二极管的外形 激光二极管的与发光二极管的 带宽及效率的比较 单模光纤必须采用能发射单一光谱的激光二极管，它在传导过程中的发散损耗较小，稳定性较高。 光纤的损耗 光纤在传输信号的过程中损耗应尽量小且稳定。在某些波长上，光纤的损耗非常小。可选择适当波长的电光转换元件与之匹配。 专用的光纤连接头及光纤插座 光纤与电光转换元件耦合时，两者的轴心必须严格对准并固定，可使用专用的连接头及光纤插座来完成。 光纤传感器 光纤传感器就是将光纤自身作为敏感元件（也称作测量臂），直接接收外界的被测量。被测量可引起光纤的长度、折射