【正文】 分辨力：由于動(dòng)接點(diǎn)的接觸具有跳動(dòng)特性，所以其輸出電壓是階梯性的，為評(píng)定電位器階梯性引起的誤差，引用了分辨力的概念，他決定了電位器的理論精度。導(dǎo)電塑料電位器的耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，允許電 刷接觸壓力很大，因此它在振動(dòng)、沖擊等惡劣的環(huán)境下仍能可靠地工作。[1] 合成膜電位器3．了解電位器的結(jié)構(gòu)。磁阻效應(yīng)是伴隨著霍爾效應(yīng)同時(shí)發(fā)生的，磁敏電阻器就是利用磁阻效應(yīng)制成的一種磁敏器件?；魻栃?yīng)一塊半導(dǎo)體薄片，如果在其相對(duì)的兩邊通入電流I，且電流與磁場(chǎng)垂直，則在半導(dǎo)體的另兩邊將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差UH，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生的電勢(shì)差稱為霍爾電壓。非電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器主要用于氫氣濃度測(cè)量。當(dāng)UGSUT時(shí)，溝道沒形成，無漏源電流IDS=0。金屬鈀（Pd）對(duì)氫氣（H2）特別敏感。氣敏傳感器測(cè)量電路結(jié)構(gòu)：敏感元件、加熱器、外殼； 按制造工藝分為：燒結(jié)型、薄膜型、厚膜型。2. PN結(jié)型熱敏器件PN結(jié)溫度傳感器是一種利用半導(dǎo)體二極管、三極管的特性與溫度的依賴關(guān)系制成的溫度傳感器。屬直熱式熱敏電阻器。接觸型又分為熱敏電阻與PN結(jié)型兩種。4）熱時(shí)間常數(shù)：指熱敏電阻器的熱惰性。從使用上，熱敏電阻可分為接觸型和非接觸型。半導(dǎo)體傳感器216。 SAW氣敏傳感器聲表面波器件之波速和頻率會(huì)隨外界環(huán)境的變化而發(fā)生漂移。聲表面波―聲表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）是一種沿彈性基體表面?zhèn)鞑サ穆暡?，其振幅隨壓電基體材料深度的增大按指數(shù)規(guī)律衰減。在振梁的兩端上下對(duì)稱設(shè)置四個(gè)電極，用于激勵(lì)振動(dòng) 和拾取頻率信號(hào)。圓筒和端蓋嚴(yán)格密封。,它通過十倍頻后輸出一個(gè)28兆赫的參照頻率。由于電荷放大器電路的電纜長(zhǎng)度變化的影響不大，幾乎可以忽略不計(jì)，故而電荷放大器應(yīng)用日益廣泛。電壓靈敏度對(duì)式，當(dāng)時(shí)即為靈敏度的電壓表示法，單位為。晶體的壓電效應(yīng) 教學(xué)要求1．掌握壓電效應(yīng)的原理。 六、變磁阻式傳感器的應(yīng)用變隙電感式壓力傳感器由膜盒、鐵芯、銜鐵及線圈等組成, 銜鐵與膜盒的上端連在一起。 四、測(cè)量電路電感式傳感器的測(cè)量電路有交流電橋式、 交流變壓器式以及諧振式等幾種形式。使用最廣泛的是變氣隙厚度δ式電感傳感器。它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。 光纖傳感器的應(yīng)用舉例1﹑相位檢測(cè)其基本原理是利用被測(cè)對(duì)象對(duì)敏感元件的作用，使敏感元件的折射率或傳播常數(shù)發(fā)生變化，而導(dǎo)致光的相位變化，使兩束單色光所產(chǎn)生的干涉條紋發(fā)生變化，通過檢測(cè)干涉條紋的變化量來確定光的相位變化量，從而得到被測(cè)對(duì)象的信息。他們均屬于強(qiáng)度調(diào)制型傳感器。：光纖采用Ｙ型結(jié)構(gòu)，兩束光纖一端合并在一起組成光纖探頭，另一端分為兩支，分別作為光源光纖和接收光纖。光纖的類型CCITT ～，其對(duì)應(yīng)的光纖端面接收角θc=10176。這時(shí)便發(fā)生全反射現(xiàn)象，其出射光不再折射而全部反射回來。：硅酮或丙烯酸鹽，隔離雜光。4. 了解各類光纖傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。由于它具有單向信號(hào)傳輸功能，因此適用于數(shù)字邏輯中開關(guān)信號(hào)的傳輸和在邏輯電路中作為隔離器件及不同邏輯電路間的接口。以上各節(jié)均做了解。雪崩式光電二極管(APD)硅光電池具有較高的頻率響應(yīng)，而硒光電池則較差。短路電流：指外接負(fù)載相對(duì)于光電池內(nèi)阻而言是很小的。光譜特性：對(duì)不同波長(zhǎng)區(qū)域的光，應(yīng)選用不同材料的光電陰極——光譜響應(yīng)范圍。光電二極管和三極管的性能主要由伏安特性、光照特性、光譜特性、響應(yīng)時(shí)間、溫度特性和頻率特性等來描述。同光電二極管一樣，光電三極管外殼也有一個(gè)透明窗口，以接收光線照射。6）時(shí)間常數(shù)（s）：指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63％時(shí)所需的時(shí)間。 2）按光譜特性分類： ● 可見光光敏電阻器：主要用于各種光電自動(dòng)控制系統(tǒng)、電子照相機(jī)、光報(bào)警等地。結(jié)構(gòu)：通常由光敏層、玻璃基片（或樹枝防潮膜）和電極等組成的。然后把放大后的電子用陽極收集作為信號(hào)輸出。光電倍增管是一種能將微弱的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換器件。 光電傳感器噪聲等效功率越小，探測(cè)器探測(cè)微弱信號(hào)的能力越強(qiáng)。了解。勢(shì)壘效應(yīng)的機(jī)理是在金屬和半導(dǎo)體的接觸區(qū)(或在PN結(jié))中，電子受光子的激發(fā)脫離勢(shì)壘（或禁帶）的束縛而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在阻擋層內(nèi)電場(chǎng)的作用下電子移向 N區(qū)外側(cè)，空穴移向 P區(qū)外側(cè)，形成光生電動(dòng)勢(shì)。 光電效應(yīng)5．了解其它光電傳感器的組成，原理和發(fā)展趨勢(shì)。化學(xué)氣相沉積（CVD）：是半導(dǎo)體技術(shù)中一種常用的薄膜生長(zhǎng)技術(shù)，這種技術(shù)使用化學(xué)的方法來沉積薄膜。組成：彈性元件，電阻應(yīng)變計(jì)和外殼及補(bǔ)償電阻。分類：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為：柱式﹑橋式﹑輪輻式﹑梁式﹑環(huán)式等。具有彈性應(yīng)變特性的物體。②放大器：對(duì)電橋輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行不失真的放大，并以足夠的功率去推動(dòng)指示器和記錄器。這種方法簡(jiǎn)便，但補(bǔ)償塊的設(shè)置受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件的限制。橋路補(bǔ)償法橋路補(bǔ)償法是利用電橋的和、差原理來達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康?。常采用溫度自補(bǔ)償法和橋路補(bǔ)償法。溫度誤差及其補(bǔ)償 溫度誤差產(chǎn)生的原因在實(shí)際的應(yīng)變測(cè)量中，由于各橋臂應(yīng)變計(jì)的性能參數(shù)不可能完全對(duì)稱，加之應(yīng)變計(jì)引出導(dǎo)線的分布電容（其容抗與供橋電源頻率有關(guān)），嚴(yán)重影響著交流電橋的初始平衡和輸出特性。電橋靈敏度定義為：?jiǎn)伪酃ぷ鲬?yīng)變片的電橋電壓靈敏度為：式中， ZZZZ4為復(fù)阻抗，U為交流電壓源，開路輸出電壓為U 0，根據(jù)交流電路分析（和直流電路類似）可得平衡條件為：設(shè) 蠕變反映了應(yīng)變計(jì)在長(zhǎng)時(shí)間工作中對(duì)時(shí)間的穩(wěn)定性，通常要求θ＜3～15μs。實(shí)測(cè)中，可在測(cè)試前通過多次重復(fù)預(yù)加、卸載，來減小機(jī)械滯后產(chǎn)生的誤差。當(dāng)它依次通過一定厚度的基底、膠層(兩者都很薄，可忽略不計(jì))和柵長(zhǎng)而為應(yīng)變計(jì)所響應(yīng)時(shí)，就會(huì)有時(shí)間的遲后。這是因?yàn)椋趩蜗驊?yīng)力產(chǎn)生雙向應(yīng)變的情況下，除受到敏感柵結(jié)構(gòu)形狀﹑成型工藝﹑粘結(jié)劑和基底性能的影響外，尤其受到柵端圓弧部分橫向效應(yīng)的影響。216。56第二章 應(yīng)變式傳感器第二章 應(yīng)變式傳感器? 一階傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)一階傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)有：靜態(tài)靈敏度和時(shí)間常數(shù)τ。從物理含義看，靈敏度是廣義的增益，而靈敏度閾則是死區(qū)或不靈敏度。傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性是指?jìng)鞲衅鞯妮斎胄盘?hào)不隨時(shí)間變化或變化非常緩慢時(shí)，所表現(xiàn)出來的輸出響應(yīng)特性，稱靜態(tài)響應(yīng)特性。什么是傳感器傳感器定義：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件和裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 教學(xué)內(nèi)容第一章 引言第一章 引言216。顧名思義，傳感器的功能是一感二傳，即感受被測(cè)信息，并傳送出去。通常用來描述靜態(tài)特性的指標(biāo)有：測(cè)量范圍、精度、靈敏度、穩(wěn)定性、非線性度、重復(fù)性、靈敏閾和分辨力、遲滯。? 遲滯傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減小）行程中— — 輸入特性曲線不重合的程度稱為遲滯。如果時(shí)間常數(shù)τ越小，系統(tǒng)的頻率特性就越好。216。 教學(xué)內(nèi)容 電阻應(yīng)變效應(yīng)應(yīng)變計(jì)的靈敏度系數(shù)直接關(guān)系到應(yīng)變測(cè)量的精度。應(yīng)變計(jì)的這種響應(yīng)遲后對(duì)動(dòng)態(tài)(高頻)應(yīng)變測(cè)量，就會(huì)產(chǎn)生誤差。 引起蠕變的主要原因是，制作應(yīng)變計(jì)時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和工作中出現(xiàn)的剪應(yīng)力，使絲柵、基底，尤其是膠層之間產(chǎn)生的“滑移”所致。直流電橋的特性方程及平衡條件電橋的供橋電源電壓為，RRR3和R4為橋臂，RL為負(fù)載內(nèi)阻，負(fù)載電流IL為:(i=1,2,3,4)式中因此，交流電橋平衡時(shí)，必須同時(shí)滿足電阻和電容平衡兩個(gè)條件。用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，希望其電阻只隨應(yīng)變而變，而不受其它因素的影響。溫度自補(bǔ)償法(1)雙絲半橋式 （3）熱敏電阻補(bǔ)償 熱敏電阻Rt與應(yīng)變片 處在相同的溫度下，當(dāng)應(yīng)變片的靈敏度隨溫度升高而下降時(shí)，熱敏電阻Rt的阻值下降，使電橋的輸入電壓隨溫度升高而增加，從而提高電橋的輸出電壓。為提高放大器的穩(wěn)定性，一般采用交流載波放大器，直流放大器僅用于超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。構(gòu)成彈性敏感元件，應(yīng)變計(jì)（絲）。柱式：特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于加工，成本費(fèi)用低，密封性能良好，對(duì)于潮濕環(huán)境很適用，可設(shè)計(jì)成壓式或拉式的，可以承受很大的載荷；其缺點(diǎn)是位移量小、靈敏度低。分類：應(yīng)變式壓力傳感器所用彈性元件可根據(jù)被測(cè)介質(zhì)和測(cè)量范圍的不同而采用各種型式，常見有圓膜片、彈性梁、應(yīng)變筒等。216。光電效應(yīng)：它是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)兩類。側(cè)向光電效應(yīng)是當(dāng)光電器件敏感面受光照不均勻時(shí)，受光激發(fā)而產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的濃度也不均勻，電子向未被照射部分?jǐn)U散，引起光照部分帶正電、未被光照部分帶負(fù)電的一種現(xiàn)象。 光傳感器的特性表示法光電探測(cè)器的性能參數(shù)主要的有：積分靈敏度R，光譜靈敏度Rλ，頻率靈敏度Rf，量子效率η，通量閾P(yáng)th和噪聲等效功率NEP，歸一化探測(cè)度D* 等。光譜特性在入射光照度一定時(shí)，光電元件的相對(duì)靈敏度隨光波波長(zhǎng)的變化而變化，一種材料只對(duì)一定波長(zhǎng)范圍的人射光敏感，這就是光譜特性。光電管原理是光電效應(yīng)。它是一種具有極高靈敏度和超快時(shí)間響應(yīng)的光探測(cè)器件。因?yàn)椴捎昧硕伟l(fā)射倍增系統(tǒng)，所以光電倍增管在探測(cè)紫外、可見和近紅外區(qū)的輻射能量的光電探測(cè)器中，具有極高的靈敏度和極低的噪聲。特性：光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對(duì)光線十分敏感，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。 ● 紫外光光敏電阻器：主要用于紫外線探測(cè)儀器。7）電阻溫度系數(shù)：指光敏電阻器在環(huán)境溫度改變1℃時(shí)，其電阻值的相對(duì)變化。光電二極管與光電三極管外殼形狀基本相同，其判定方法如下：遮住窗口，選用萬用表R*1K擋，測(cè)兩管腳引線間正、反向電阻，均為無窮大的為光電三極管。光電管的基本特性光照特性：通常指當(dāng)光電管的陽極和陰極之間所加電壓一定時(shí)，光通量與光電流之間的關(guān)系。例如：銻銫陰極，其紅限λ0=700nm，它對(duì)紫外線和可見光范圍的入射光靈敏度比較高，適用于白光光源和紫外光源。光電池光電池是利用光生伏特效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)變成電能的器件，又稱為太陽能電池。負(fù)載電阻RL越小，光電流與照度的線性關(guān)系越好，且線性范圍越寬。4﹑溫度特性開路電壓和短路電流隨溫度變化的關(guān)系。 光電耦合器的特點(diǎn)：(a) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，通常用于工作頻率50kHz以下的裝置。216。：尼龍或其他有機(jī)材料，提高機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)光纖?！?3176。1﹑按折射率變化類型分類：階躍折射率光纖和漸變折射率光纖。原理：光從光源耦合到光源光纖，通過光纖傳輸，射向反射片，再被反射到接收光纖，最后由光電轉(zhuǎn)換器接收，轉(zhuǎn)換器接受到的光源與反射體表面性質(zhì)、反射體到光纖探頭距離有關(guān)。 相位調(diào)制型光纖傳感器 基本原理基本換能機(jī)理：在一段單模光纖中傳輸?shù)南喔晒?，因待測(cè)能量場(chǎng)的作用，而產(chǎn)生相位調(diào)制。通常有利用光彈效應(yīng)的聲、壓力或振動(dòng)傳感器；利用磁致伸縮效應(yīng)的電流、磁場(chǎng)傳感器；利用電致伸縮的電場(chǎng)、電壓傳感器以及利用光纖賽格納克（Sagnac）效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角速度傳感器（光纖陀螺）等。變磁阻式傳感器216。鐵芯和銜鐵由導(dǎo)磁材料如硅鋼片或坡莫合金制成, 在鐵芯和銜鐵之間有氣隙, 氣隙厚度為δ, 傳感器的運(yùn)動(dòng)部分與銜鐵相連。 二、輸出特性設(shè)電感傳感器初始?xì)庀稙? 初始電感量為, 銜鐵位移引起的氣隙變化量為, 從式，可知與δ之間是非線性關(guān)系, 特性曲線如圖表示。 五﹑差動(dòng)變壓器式傳感器把被測(cè)的非電量變化轉(zhuǎn)換為線圈互感量變化的傳感器稱為互感式傳感器。當(dāng)壓力進(jìn)入膜盒時(shí), 膜盒的頂端在壓力P的作用下產(chǎn)生與壓力P大小成正比的位移。2．掌握掌握常用壓電材料。1﹑壓電效應(yīng)在這些電介質(zhì)的一定方向上施加機(jī)械力而產(chǎn)生變形時(shí)，就會(huì)引起它內(nèi)部正負(fù)電荷中心相對(duì)轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電的極化，從而導(dǎo)致其兩個(gè)相對(duì)表面(極化面)上出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。式中，——電荷值；——壓電常數(shù)；——質(zhì)量塊質(zhì)量；——物體振動(dòng)加速度；——重力加速度；——晶片電極面面積；——恒應(yīng)力下的介電常數(shù)。4﹑壓電加速度傳感器的等效電路當(dāng)壓電晶體承受應(yīng)力作用時(shí)，在它的兩個(gè)極面上出現(xiàn)極性相反但電量相等的電荷。5﹑壓電傳感器接放大器的等效電路 電壓放大器（阻抗變換器）