【正文】 它是許多敏感器件和換能器的基本原理。 a) 結構 b) 應用 光 線 照 射NPEPN+RL45 光電三極管（光敏晶體管） ? 光電三極管可以看成是一個光敏二級管與一個晶體管組成，兩管共用一個基極。 ? 量子光電探測器利用入射光在探測器中產(chǎn)生電子空穴對來進行工作。 ? 當在滑軌線圈上加一正弦信號時（頻率達幾千赫），滑塊繞組上將產(chǎn)生兩個電壓，兩個電壓的相位差是 90176。 ? 必須注意，在使用半導體熱敏元件時，由于熱敏元件本身的發(fā)熱會帶來誤差。 a)無負載 b)有負載 R1R2uiuoR1R2uiuoRLo1i ()ooRuuRR? ?14 應變片 ? 若將某種導體或半導體材料沿軸向拉伸，則它的長度將沿加載方向發(fā)生變化，其電阻值也將隨之變化。 ? 使用性和適應性強 —— 體積小，重量輕，動作能量小，對被測對象的狀態(tài)影響??；內部噪聲小而又不易受外界干擾的影響；其輸出力求采用通用或標準形式，以便與系統(tǒng)對接。 ?應變片和霍爾器件等間接式傳感器則需要附加能量以產(chǎn)生電信號。 預 處 理 階 段 傳 感 器 / 轉 換 器 后 處 理 階 段輸 入輸 出3 一個實例 —— 轉速測量系統(tǒng) ? 從光源發(fā)出的光經(jīng)過帶有狹縫的圓盤 (稱為編碼盤 )后產(chǎn)生一系列的脈沖，換能器接收這些脈沖并將其轉換成電脈沖。 ? 后處理級對一定時間間隔內發(fā)生的脈沖進行計數(shù)，并計算出編碼盤的旋轉速度。 6 傳感器和轉換器的分類 ? 根據(jù) 功能 分類 ，典型的被測量如下 ?位移 —— 線位移和角位移。 ? 使用經(jīng)濟 —— 成本低，壽命長，且便于使用、維修和校準。 ? 典型的電阻應變片由一些電阻型金屬薄膜和基襯組成，基襯用來將所加載荷傳給應變片。 ? 半導體熱敏元件的主要缺點是它的非線性特性，這限制了它的應用范圍。且電壓的大小隨滑塊位置的改變而改變，因為繞組間的耦合是變化的，這種傳感器的輸出電壓，在一定條件下是呈正弦變化的。硅材料的量子光電探測器利用光電效應或光導效應工作。光電二極管產(chǎn)生的反向電流成為三級管的基極電流，三級管將其相應地放大。 52 超聲法測流量 ? 超聲法是一種無損測量方法，它可以用于測量管道中的流體流量。 ? 反之，如果加上電壓，這類晶體就會發(fā)生機械運動，即壓電效應是可逆的，因此這個現(xiàn)象也被稱為逆效應。 ? 而當光線照射到反向偏置 PN結的耗盡層或耗盡層的附近時，耗盡層中會產(chǎn)生電子空穴對，偏置電壓和內電場使電子和空穴運動而形成光電流。典型的裝置（例如電阻式輻射熱測量計或熱電偶）響應波長范圍為 ～30μm，但其靈敏性較差、響應時間長 。電角度。由于它體積小、熱慣量小，所以通常用來測量動態(tài)溫度。因此，為了保證測量精度，通常次級（無論是測量儀表還是信號處理電路）的輸入阻抗越大越好。 ? 響應速度快，工作穩(wěn)定，可靠性好。 ? 有源傳感器在轉換中需要外界附加能量。 ? 從傳感器輸出的信號經(jīng)過后處理級的處理后得到最終輸出信號。 RE+計 數(shù) 器定 時 器換 能 器光 源碼盤4 可用于信息傳遞的能量形式 ? 傳感器傳遞信息的物理基礎是能量轉化。 ?速度 —— 線速度、角速度和流速等。 9 傳感器技術的發(fā)展 ? 傳感器技術的發(fā)展主要有：半導體硅材料傳感器、采用光纖的光學系統(tǒng)、壓電器件、超聲器件等等。如果沿應變片的軸向加載，那么將產(chǎn)生一個應變，使得應變片的有效長度發(fā)生變化，從而導致電阻變化。但是，由于測量系統(tǒng)使用微處理機，這種固有的非線性可以用軟件來克服，使得半導體熱敏元件的應用范圍大大增加。在幾毫米的距離內，其分辨能力可達 2～ 3μm。光電效應是在 PN結上產(chǎn)生一個電壓，而光敏效應則是利用入射能來改變材料的導電性能。光電三級管由于有了放大功能，因此其靈敏性得到了提高。有許多方法可以采用，其原理相差很大，選用哪一種方法須根據(jù)具體應用場合而定。這類材料有石英、酒石酸鉀鈉、鋯鈦酸鉛陶瓷、鈮酸鉀鈉，聚乙二烯等等。 44 光電二極管 ? 光電二極管一般處于反向工作狀態(tài)，在沒有光照射的時候，光電二極管的反向電阻很大、反向電流很小。 40 光電探測器 ? 熱敏光電探測器通過監(jiān)測