【正文】 參考文獻 1 李瑜芳主編．傳感技術．成部：電子科技大學出版社 ， 1999 2 薛文達，謝文和，張呈樣主編．傳感 器應用技術 南京：東南大學出版社， 1998 3 黃賢武，鄭被霞主編 情感器原理與應用 成都：電子科技大學出版讓， 1995 4 阮留利主編．自動檢測與轉(zhuǎn)換技術．北京：機械工業(yè)出版社， 1996 5 劉學軍主編．撿 tgI 與轉(zhuǎn)換技術．北京；機械工業(yè)出版讓， 1996 6 梁森主編．自動檢測與轉(zhuǎn)換技術 北京：機械工業(yè)出版仕， 1997 7 王俊省主編．微型計算機檢測技術及應用．北京：電子工業(yè)出版社， 1996 8 劉廣玉，陳明主編．新型傳感器技術及應用．北京；北京航空航天大學出版 ,1995 9 貿(mào)伯年 ．俞樸主編．傳感器技術 南京：東南大學出版社， 1993 10 常姨生主編．檢測與轉(zhuǎn)換技術 北京：機城工業(yè)出版仕， 1995 11 吳惠祥主編 幾何旦傳感器及其應用．北京：中國計量出版社 ,1997 12 震希光主編 傳感器掛術手冊．北京：國防工業(yè)出版社， 1986 13 嚴鐘聚，潭沮報主編 非電量電沏技術 北京：機械工業(yè)出版讓， 1981 23 14 劉迎春編著 傳感器原理設計與應用．長沙；國防科技大學出版社， 1989 15 強錫富主編 傳感器．北京：機械工業(yè)出版社， ]， 1989 16 南京 航空學院，北京航空學院合給 傳感器原理．北京；國防工業(yè)出版仕， 1980 17 王化相，張淑英主編．傳感器原理及應用．天津：天津大學出版讓， 1999 18 電子工業(yè)部電子陶瓷專業(yè)情報網(wǎng)編．熱敏電阻實用技術．成都；電子科技大學出版 ，1994 19 張福學．傳原器敏感元器件大全．北京：電子工業(yè)出版社， 1990 20 李楚，鄭宏才主編．位移、長度、角度及速度傳感器 武漢：湖北科學技術出版社，1986 21 陳錦榮等編著．動態(tài)參員測試技術 北京：國防工業(yè)出版社， 1985 22 李科杰編著．傳感技術 北京：北京理工大學出版社， 1989 。此時，無論有無光照．管子兩端電阻都應非常大，一般應接近無窮大，否則認為漏電流太大。 圖 光敏三極管外形圖 （ 2）光 敏三極管的簡單測試 電阻測量法：用萬用表的 R lkΩ擋。當三極管的電流放大系數(shù)為β時，光敏三極管的光電流要比相應的光敏二極管的光電流大β倍。 22 (a) (b) 圖 光敏三極管的結構及等效 當無光照時，只有很小的集電極 — 基極漏電流，所以光敏三極管暗電流很小。 （ 1）光敏三極管的結構與原理 光敏三極管的 內(nèi)部結構圖和等效電路如圖 所示。 光敏三極管的主要優(yōu)點是響應較快，線性較好，但缺點是靈敏度較低。光敏二極管引線較長的一根是正極。此時反向電阻至少 應在 500KΩ以上。光敏二極管的正向電阻較普通二極管大些，約十幾 KΩ，反向電阻隨光照變化。圖 。光的照度越大，光電流越大。當無光照時， PN 結反偏截止，阻值很大，回路中電流很小，這時的電流稱為暗電流。它裝在帶有透明窗口的外殼中，其 PN 結可以直接受到光的照射。實際上光敏電阻的 21 暗電阻一般是兆歐級，亮電阻則一般在幾千歐以下，所以光敏電阻的靈敏度較高。 (3)光電流：在一定條件下，亮電 流與暗電流之差稱為光電流。 (2)亮電阻：在一定條件下，光敏電阻在接受光照射時的電阻值。 光敏電阻的特性及參數(shù) 光敏電阻的主要參數(shù)： (1)暗電阻：在一定條件下，光敏電阻在不受光照時的電阻值。 圖 光敏電阻結構 當無入射光照射到半導體上時，光敏電阻的阻值很大；當有入射光時，發(fā)生光電導效應，光敏電阻的阻值減小。在玻璃底板上涂上一薄層光敏半導體物質(zhì)，兩端封裝上金屬電極及引出線，為防止周圍介質(zhì)的影響，在半導體光敏層上覆蓋一層漆膜，漆膜的成分應 使它在光敏層的最敏感的波長范圍內(nèi)透射率最大。利用這種效應制作的器件有光電晶體管、光電池等。利用這種效應制作的器件有光敏電阻等。利用這種效應制作的器 件有光電管、光電倍增管等。光電器件的理論基礎是光電效應，即金屬、半導體等材料在光照下釋放出電子的現(xiàn)象。近年來，新型的光電式傳感器不斷涌現(xiàn)，如光纖傳感器、 CCD圖像傳感器等，使光電式傳感器得到了進一步的發(fā)展。 圖 線性霍爾集成電路 圖 開關型霍爾集成電路 6．光電式傳感器 20 光電式傳感器是將光學量轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器，它以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件，可用于檢測直接引起光學量變化的非電量，如光強、光照度、熱輻射、氣體成分等；也可用來檢測能間接轉(zhuǎn)換為光學量變化的其他非電量，如零件尺寸、表面粗糙度、應 變、位移、振動、速度、加速度等。實際使用時，要考慮電源、磁場強度以及溫度對傳感器靈敏度的影響．詳細內(nèi)容可參閱 元件性能參數(shù)手冊。雙端輸出型線性集成電路 UGN— 3501M采用 8腳封裝。它有單端輸出型與雙端輸出型兩種，如圖 。 2．霍爾集成電路 將霍爾元件、放大器、溫度補償電路、輸出電路及穩(wěn)壓電源等集成在一塊芯片上，稱為霍爾集成電路，常見的有線性型和開關型兩種。砷化銦元件及鍺元件的輸出不如銻化銦的大，但溫度系數(shù)小，并且線性度也好。為求得較大的靈敏度，一般采用霍爾常數(shù)比較大的 N型半導體材料做霍爾元件?；魻栯妱?HU 可用下式 表示： IBKU HH ? 式中， HK 為霍爾元件的靈敏度。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。 1．霍爾傳感器的工作原理 霍爾元件是利用霍爾效應制成的磁敏元件。目前，所使用的霍爾傳感器基本上都是霍爾集成電路。 5．霍爾傳感器 霍爾傳感器是利用半導體材料的霍爾效應進行測量的傳感器。 電容式接近開關主要用于定位及開關報警控制等場合，它具省無抖動、無觸點、非接觸檢測等優(yōu)點，其抗干擾能力、耐蝕性能比較好。當被測物體接近開關的作用表面時，回路的電容量將發(fā)生變化，使得高頻 振蕩器的振蕩減弱直至停振。工作時，當被測物體位移后接近傳感器主體時 (接近的距離范圍可通過理論計算或?qū)嶒炄〉?)，由于兩者之間的距離發(fā)生了變化，從而引起傳感器電容量的改變，使輸出發(fā)生變化。它由高頻振蕩、檢波、放大、整形及輸出等部分組成。因此電容式傳感器的實際應用分為3種類型：變極距型、變遮蓋面積型、變介電常數(shù)型。平板電容器是由 2個金屬極板、中間夾 1層電介質(zhì)構成的，當忽略邊緣效應時，其電容量為： dAd AC r ??? ?? 0 式中： A 為電容極板面積； d 為極 板間的距離； 0? 為真空介電常數(shù)； r? 為極板間介質(zhì)相對介電常數(shù)； ? 為極板間介質(zhì)介電常數(shù)， 0??? r? 。因此電容式傳感器在對位移、振動、液位、介質(zhì)等物理量的測量中得到越來越廣泛的應用。雖然它易受干擾．存在著非線性，且受寄生電容的影響，但隨著電子技術的發(fā)展。 4．電容式傳感器 電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件，通過電容元件將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，再經(jīng)測量轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率等信號的測量裝置。 17 圖 如圖 。 熱敏電阻用于繼電保護應用舉例： 將負的突變型熱敏電阻埋設在被測物中，并與繼電器串聯(lián)，給電路加上恒定的電壓。與其他溫度傳感器相比，熱敏電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高．響應迅速，測量線路簡單，有些型號不用放大器就能輸 出幾伏的電壓；并且體積小，壽命長．價格使宜；由于本身阻值較大，因此可以不必考慮導線帶來的誤差，適于遠距離的測量和控制；在需要耐濕、耐酸、耐堿、耐熱沖擊、耐振動的場合可靠性較高。 (3)鎳熱電阻 鎳熱電阻的測溫范圍為－ 100℃～＋ 300℃，它的電阻溫度系數(shù)較高，電阻率較大，但它易氧化，化學穩(wěn)定性差，不易提純，復制性差．非線性較大．因此目前應用不多。在測溫范圍內(nèi)，線性較好，電阻溫度系數(shù)比鉑高，但電阻率較鉑小，在溫度稍高時．易于氧化，只能用 于 +150℃以下的溫度測量，測溫范圍較窄，體積較大，所以適用于對測量精度和敏感元件尺寸要求不是很高的場合。 (2)銅熱電阻 如果測量精度不是很高，測量溫度小于 +150℃時，可選用銅熱電阻。當鉑的純度為 %時、 W(100)＝ ，工業(yè)上常用的鉑電阻其 w(100)＝ ～ ，標準值為 。常用的工業(yè)標準化熱電阻有鉑熱電阻、銅熱電阻和鎳熱電阻。 溫度升高，金屬內(nèi)部原子晶格的振動加劇，從而使金屬內(nèi)部的自由電子通過金屬導體時的阻力增大，宏觀上表現(xiàn)出電阻率變大，總電阻值增加。一般把由金屬導體如鉑、銅、鎳等制成的測溫元件稱為熱電阻；把由半導體材料制成的測溫元件稱為熱敏電阻。這就是熱電偶測溫的基本原理， 其中，組成熱電偶的導體 A、 B稱為熱電偶的熱電極；置于溫度為 t的被測對象中的節(jié)點稱為測量端 (工作端或熱端 )；置于參考溫度為 t0的另一節(jié)點稱為參考端 (自由端或冷端 )。所以由上式得出熱