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复习 复习 复习 复习 复习 复习 复习 复习 复习 复习 光是什么？ 光既是一种波，同时又是由一个个光子所构成。也就是具有波粒二象性。 复习 复习 复习 复习 3.7.1 磁敏传感器 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 1 霍尔元件 3.7 半导体传感器 光生伏特效应指半导体材料P-N结受到光照后产生一定方向的电动势的效应。以可见光作光源的光电池是常用的光生伏特型器件。 + + + - - - P N 3.5 光电传感器 二、光电元件：光电池 3、光生伏达效应元件 第3章 常用传感器和敏感元件 3.5 光电传感器 一、光电测量原理：外光电效应、内光电效应和光生伏达效应。 二、光电元件：真空光电管、光电倍增管、光敏电阻和光电池。 3、模拟量光电传感器应用 光电传感器在工业上的应用可归纳为辐射式(直射式)、吸收式、遮光式、反射式、四种基本形式。 辐射式实例：光电比色高温计（被测量是光源） 把被测量转化成连续变化的光电流。 3.5 光电传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 吸收式实例：测量液体、气体的透明度、混浊度的光电比色计、混浊度计（被测量吸收光能） 3、模拟量光电传感器应用 遮光式实例：基于光通量测量尺寸、振动 3、模拟量光电传感器应用 反射式实例：基于反射测量表面粗糙度 3、模拟量光电传感器应用 相机测距反射式光电传感器 3、模拟量光电传感器应用 4、开关量光电传感器应用 脉冲盘式角度----数字编码器 码盘式角度----数字编码器（接触式、光电式、电磁式） 光电式角度----数字编码器 把被测量转化成断续变化的光电流。 精度高 数字化 量程大 安装方便、维护简单 4、开关量光电传感器应用 脉冲盘式角度----数字编码器工作原理 通过计数器反应圆盘转过的角度 4、开关量光电传感器应用 码盘式开关量光电传感器工作原理 码盘式数字编码器：光电式、接触式、电磁式 案例：光电转速计工作原理 4、开关量光电传感器应用 案例：光电转速计工作原理 4、开关量光电传感器应用 案例：明渠水位测量工作原理 4、开关量光电传感器应用 案例：明渠水位测量工作原理 4、开关量光电传感器应用 案例：光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来 测量位移。 4、开关量光电传感器应用 3.6 光纤传感器　 光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一门新技术, 它是伴随着光纤及光通信技术的发展而逐步形成的。  光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列优点，如不受电磁干扰, 体积小, 重量轻, 可挠曲, 灵敏度高, 耐腐蚀,电绝缘、 防爆性好, 易与微机连接, 便于遥测等。 它能用于温度、 压力、应变、位移、速度、加速度、磁、电、声和PH值等各种物理量的测量, 具有极为广泛的应用前景。 3.6 光纤传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 一、概述 3.6 光纤传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 一、概述 光纤导光原理：当光线有光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角，当折射角大于90度时，光线会产生全反射，不进入光疏介质。如此光线将会在光纤中永远传播下去。 3.6 光纤传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 一、概述 光纤结构：光纤是用光透射率高的电介质(如石英、玻璃、塑料等)构成的光通路。光纤的结构如图所示，它由折射率n1较大(光密介质)的纤芯，和折射率n2较小(光疏介质)的包层构成的双层同心圆柱结构。 3.6 光纤传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 二、光纤分类 按照光从纤芯到包层的折射率的变化规律，光纤可分为阶跃型、渐变型和单模型三种。 单模光纤的折射率分布是阶跃型的，但光纤的光学尺寸很小，只能传输单模光波，是一种超宽带光纤；多模光纤能传输数百种模式。 3.6 光纤传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 二、光纤分类 按照光的作用分类可分为物性型（功能型）光纤传感器和结构型（非功能型）光纤传感器。 1、物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性，将输入物理量变换为调制的光信号。 信号处理 光受信器 光纤敏感元件 光发送器 按照光受被测对象的调制形式可分为强度调制型、偏振调制型、频率调制型、相位调制型。 3.6 光纤传感器 第3章 常用传感器和敏感元件 二、光纤分类 1、物性型（功能型）光纤传感器 光纤一方面起传输光的作用，另一方面是敏感元件，是靠被测物理量调制或影响光纤的传输特性，把被测物理量的变化转变为调制的光信号。因此光纤具有“传”和“感”的功能。光纤的输出端采用光电器件，所接受的光信号便是被测量调制后的信号，并使