《测试技术》第四章 传感器的基本类型及其工作原理PPT.ppt

第七节. 热电式传感器 二、热电偶 — 热电偶冷端温度补偿 当冷端温度恒定，热电偶产生的热电动势只随热端（工作端T）温度的变化而变化，一定的热电动势对应着一定的温度 冷端T0受周围环境温度的影响，难以自行保持为0℃或某一定值。因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定 B A T0 T 热电效应原理图 第七节. 热电式传感器 二、热电偶 — 冷端恒温法 mV A B T 铜导线 铜导线 试管 热电偶 冰点槽 冰水溶液 T0 仪表 冷端恒温法 — 冰点槽法 二、热电偶 — 补偿导线法 第七节. 热电式传感器 mV A B T 铜导线 铜导线 试管 补偿导线 热电偶 冰点槽 冰水溶液 T0 仪表 补偿导线 补偿导线法 第七节. 热电式传感器 二、热电偶 — 冷端补偿器法 T0 I2 I1 + E RS RT R3 R1 R2 － A T T0 B U 回路输出电压为: U= E(T，T0)+(UA－UB) 只要能满足下式即可达到自动补偿的目的 二、热电偶 — 冷端温度校正法 第七节. 热电式传感器 若冷端温度恒定，但并非0℃，要使测出的热电动势只 反映热端的实际温度 Tl ，则必须对温度进行修正。 修正公式如下： 查表 查表 实测 第七节. 热电式传感器 二、热电偶 — 热电动势的测量 Tn T0 T0 Tn Ri M RL E Rt T 测温电压计 单点测温线路 流过测温电压计的电流为： 第八节. 光电式传感器 一、工作原理 光电传感器，将光信号转换为电信号的传感器 工作原理，利用某些金属或半导体物质的光电效应特性 光电效应分为三类： ① 外光电效应，在光线作用下电子逸出物质表面，如光电管、光电 AA倍增管 ② 内光电效应，在光线作用下物体电阻率改变，光敏电阻 ③ 光生伏特效应，在光线作用下物特产生一定方向电动势，光电AA池、光敏晶体管 第八节. 光电式传感器 一、工作原理 — 光电传感器的几种形式 ① 辐射源 A 发出的光通量直接作用到光电元件上，并转换为电信号 应用，光电高温计、比色高温计 ② 光通量通过被测物体 B 到达光电元件上，光电元件上的光通量反映了被测物体对光的吸收程度 应用，透光式烟度计 第八节. 光电式传感器 一、工作原理 — 光电传感器的几种形式 ③ 物体表面 C 反射光通量，光电元件感受反射的光通量度 应用，测量物体表面粗糙度 ④ 光线被物体 D 所阻挡，光电元件感受的光通量随物体 D 的位移发生变化 应用，测量位移 ⑤ 光电元件反应出在单位时间内，通过光脉冲的数量 应用，光电转速计 第八节. 光电式传感器 二、光电转换元件 — 光电管 光 阳极 光电阴极 光窗 光电管结构 结构：光电管它们由阴极和阳极构成，密封在一只真空玻璃管内。阴极装在玻璃管内壁上，涂有光电发射材料。阳极置于玻璃管的中央 原理：光电管的阴极受光照射后，向真空发射光电子，光电子向阳极作加速运动，形成空间电子流，光电流的数值取决于阴极的灵敏度与光强 第八节. 光电式传感器 二、光电转换元件 — 光电管基本特性 ① 光谱特性，不同波长的光照射光电管，光电管上产生大小不同的光电流，光电流 I 与光波长 λ 的关系曲线称为光谱特性曲线 ② 光电特性，光电管在固定阳极电压下，光通量 Φ 与光电流 I 之间的关系，称为光电特性 ③ 伏安特性，光电管在光通量 Φ 一定的情况下，阳极电压与阳极电流的关系，称为伏安特性 第八节. 光电式传感器 二、光电转换元件 — 光敏电阻 光导效应，由于光线照射强弱而导致半导体电阻值变化的现象 暗电阻，光敏电阻在室条件下，无光照时具有的电阻值，称为暗电阻（1MΩ），此时流过的电流称为暗电流 亮电阻，光敏电阻在一定光照下所具有的电阻称其为在该光照下的亮电阻（1kΩ），此时流过的电流称为亮电流 光电流 = 亮电流 ? 暗电流 第八节. 光电式传感器 二、光电转换元件 — 光敏电阻 ① 光照特性，在一定的偏压下，光敏电阻的光电流与照射光强之间的关系，称为光敏电阻的光照特性 ② 光谱特性，表征光敏电阻对不同波长的光其灵敏度不同的性质 第八节. 光电式传感器 二、光电转换元件 — 光敏电阻 ③ 温度特性，光照一定的条件下，光敏电阻的阻值随温度的升高而下降 ④ 伏安特性，在一定光照度下，光敏电阻两端所加的电压与其光电流之的关系，称为伏安特性 第八节. 光电式传感器 二、光电转换元件 — 光敏电阻 ⑤ 频率特性 光敏电阻光电流的变化存在一定惯性，用时间常数表示。时间常数，光敏电阻由黑暗突然受光照，其电导率变化到终值的 63.2% 所需的时间 不同材料的