機(jī)械電子工程原理第七章傳感器與轉(zhuǎn)換器(文件)
【正文】 敏性較差、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng) 。 41 光電效應(yīng)探測(cè)器 ? 當(dāng)適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射到如圖 a)所示的 PN結(jié)的耗盡層上時(shí)，會(huì)在 PN結(jié)上產(chǎn)生一個(gè)正比于光強(qiáng)的電位差。 a) 結(jié)構(gòu) b) 用光敏電阻構(gòu)成的電橋 光 線 照 射N(xiāo)PRRUsUoRa b光線照射43 光電池 ? 光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換為電能的光電元件，許多材料都能制成光電池，但硅光電池由于其一系列的優(yōu)點(diǎn)用得最多。且工作溫度最高，更耐受宇宙射線的輻射。 ? 而當(dāng)光線照射到反向偏置 PN結(jié)的耗盡層或耗盡層的附近時(shí)，耗盡層中會(huì)產(chǎn)生電子空穴對(duì)，偏置電壓和內(nèi)電場(chǎng)使電子和空穴運(yùn)動(dòng)而形成光電流。 a) 結(jié)構(gòu) b) 應(yīng)用 光 線 照 射N(xiāo)PNERLceb光 線 照 射46 增量式直線編碼器 ? 增量式直線編碼器通常利用莫爾條紋干涉帶進(jìn)行工作。利用光柵具有莫爾條紋的特性，可以通過(guò)測(cè)量莫爾條紋的移動(dòng)數(shù)來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)光柵的相對(duì)移動(dòng)。但是， 當(dāng)編碼器用于轉(zhuǎn)數(shù)超過(guò)一周時(shí)，就需要一個(gè)記錄轉(zhuǎn)數(shù)的計(jì)數(shù)器 。 ? 反之，如果加上電壓，這類(lèi)晶體就會(huì)發(fā)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，即壓電效應(yīng)是可逆的，因此這個(gè)現(xiàn)象也被稱(chēng)為逆效應(yīng)。 ? 要使超聲流量計(jì)有效地工作，測(cè)量點(diǎn)處管道內(nèi)的流體流場(chǎng)必須是穩(wěn)定的，也就是說(shuō)在測(cè)量點(diǎn)以前要有一定長(zhǎng)度的直管，使流體截面能夠穩(wěn)定。 ? 與接觸式測(cè)量相比，非接觸式測(cè)量有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 55 演講完畢，謝謝觀看！ 。設(shè)媒質(zhì)的聲速為 Vs，時(shí)間間隔為 t，發(fā)射處到目標(biāo)的距離為 d=Vst 反射時(shí)為 d=Vst/2 ? 由于聲波在各種材料的傳遞速度不同，而且隨溫度變化，所以必須引入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償以使誤差最小。 52 超聲法測(cè)流量 ? 超聲法是一種無(wú)損測(cè)量方法，它可以用于測(cè)量管道中的流體流量。 0 1234567891 01 11 21 31 41 50 1234567891 01 11 21 31 41 5a) 4 位格雷碼編碼器 b) 4 位二進(jìn)制編碼器48 實(shí)際編碼器的碼盤(pán) 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的碼盤(pán) 絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的碼盤(pán) 49 直線編碼器的結(jié)構(gòu)和光柵 混合式光柵原理圖 增量式光柵 絕對(duì) 混合式光柵 絕對(duì)式條紋 增量式條紋 50 ? 壓電器件 ?加速度的測(cè)量 ?濕度的測(cè)量 ? 超聲系統(tǒng) ?超聲波源 ?超聲波的耦合 ?超聲波接收器 ? 超聲法測(cè)流量 ?多普勒流量計(jì) ?傳遞時(shí)間流量計(jì) ? 超聲法測(cè)距離 51 壓電器件 ? 某些材料的晶體和某些聚合物在受到外力的作用而變形時(shí)會(huì)在一些特定的晶面之間產(chǎn)生電荷，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。固定后者，前者安裝在運(yùn)動(dòng)部件上 47 位置式 (絕對(duì)式 )編碼器 ? 位置式編碼器不像增量式編碼器，它不需要任何外部參照。光柵相對(duì)來(lái)說(shuō)比較便宜，且分辨率能達(dá)到微米數(shù)量級(jí) 。光電二極管產(chǎn)生的反向電流成為三級(jí)管的基極電流，三級(jí)管將其相應(yīng)地放大。 ? 硅光電池是在一塊 N型硅片上，用擴(kuò)散的辦法摻入一些 P型雜質(zhì)，形成一個(gè)大面積的 PN結(jié)，當(dāng) PN結(jié)受到的照射光達(dá)到一定光強(qiáng)時(shí)，就會(huì)在 P區(qū)和 N區(qū)之間產(chǎn)生一定的電壓，即光生電動(dòng)勢(shì)。 ? 硒光電池光電轉(zhuǎn)換效率低 (％ )、壽命短，適于接收可見(jiàn)光(響應(yīng)峰值波長(zhǎng) )，最適宜制造照度計(jì)。 ?對(duì)于一定波長(zhǎng)的光線來(lái)說(shuō)，在一層二氧化硅（ SiO2）上加上特殊的材料就構(gòu)成了光敏電阻。硅材料的量子光電探測(cè)器利用光電效應(yīng)或光導(dǎo)效應(yīng)工作。 ?在光的照射下，物體的電阻（或電導(dǎo)）發(fā)生變化的現(xiàn)象被稱(chēng)為 電導(dǎo)效應(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng) ，相應(yīng)的元件有 光敏電阻 ； ?在光的照射下，電子逸出物質(zhì)表面的現(xiàn)象被稱(chēng)為 光電發(fā)射效應(yīng)或外光電效應(yīng) ，此類(lèi)器件有 光電管、光電倍增管等 ； ?在光的照射下，半導(dǎo)體 PN結(jié)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)或光電流增加的現(xiàn)象被稱(chēng)為 光伏效應(yīng) ， 光電池、光敏二極管和光敏三極管 都屬于光伏效應(yīng)的器件。在種類(lèi)繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快
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