機(jī)械電子工程原理第七章傳感器與轉(zhuǎn)換器-資料下載頁(yè)
2025-02-12 19:33本頁(yè)面
【正文】 ，即光生電動(dòng)勢(shì)。 44 光電二極管 ? 光電二極管一般處于反向工作狀態(tài)，在沒(méi)有光照射的時(shí)候，光電二極管的反向電阻很大、反向電流很小。 ? 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NPEPN+RL45 光電三極管（光敏晶體管） ? 光電三極管可以看成是一個(gè)光敏二級(jí)管與一個(gè)晶體管組成，兩管共用一個(gè)基極。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。光電三級(jí)管由于有了放大功能，因此其靈敏性得到了提高。 a) 結(jié)構(gòu) b) 應(yīng)用 光 線 照 射NPNERLceb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。在一塊長(zhǎng)條型的光學(xué)玻璃上均勻地刻上明暗相間、寬度相等的線條，就構(gòu)成了一條光柵。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) 。 ? 把兩個(gè)相同的光柵疊在一起，并使它們以一個(gè)角度 θ相交，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明暗相間的條紋，即莫爾條紋。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)。 指示光柵和標(biāo)尺光柵組成光柵副。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。在需要隨時(shí)了解物體確切位置的場(chǎng)合下，常用這種編碼器。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 。 ? 如圖 a)所示為一個(gè)典型的采用雷格編碼（反射碼）的 8位旋轉(zhuǎn)式位置編碼器，它比圖 b)所示的二進(jìn)制編碼器更為優(yōu)越，因?yàn)槎M(jìn)制編碼在任何變化時(shí)只有一位發(fā)生變化，這就有可能在變化時(shí)因錯(cuò)讀位而產(chǎn)生誤差。 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 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的碼盤 絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器的碼盤 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)象稱為壓電效應(yīng)。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。 ? 反之，如果加上電壓，這類晶體就會(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)象也被稱為逆效應(yīng)。它是許多敏感器件和換能器的基本原理。 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。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(yīng)用場(chǎng)合而定。 ? 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。 53 超聲法測(cè)距離 ? 超聲測(cè)距儀測(cè)的是發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間間隔。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。 54 思考題 ? 為了節(jié)省能源，需要根據(jù)自然光的亮度來(lái)開、關(guān)路燈，即只有在夜間或天氣很暗的時(shí)候才打開路燈，應(yīng)該用何種器件來(lái)控制路燈的開、關(guān)？并說(shuō)明理由。 ? 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！
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