多媒體教案-電子信息材料-08-敏感材料-r

1、 電阻率隨著溫度改變而發(fā)生變化的材料稱為熱敏電阻材料。這種材料被廣泛用于制造各種熱敏電阻器。8.2 熱敏傳感器 大家注意，我們現(xiàn)在討論的是某物理量隨著溫度而發(fā)生顯著變化的情況，不再是上一節(jié)課中隨應(yīng)力而發(fā)生變化的情況。實(shí)用熱敏傳感器新型熱敏傳感器1熱電溫度計(jì)(熱電偶) 將兩種不同材料的導(dǎo)體A和B串接成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，在回路中就會產(chǎn)生熱電勢，形成電流，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。BAABNNekTTEln)(ABTT0k玻耳茲曼常數(shù)，e電子電荷量，T接觸處的溫度NA，NB分別為導(dǎo)體A和B的自由電子密度。BAABNNekTTEln)(002 熱敏電阻傳感器 NTC型：半導(dǎo)體熱敏電阻的材料

2、是一種由錳、鎳、銅、鈷、鐵等金屬氧化物按一定比例混合燒結(jié)而成的半導(dǎo)體，它具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，隨溫度上升而阻值下降。)11(00TTeRRRT3 3雙金屬片溫度計(jì)雙金屬片溫度計(jì) 把兩種膨脹系數(shù)不同的金屬薄片焊接在一起制成的。它是一種固體膨脹溫度計(jì)，可將溫度變化轉(zhuǎn)換成機(jī)械量變化。利用材料的非線性伏安特性。電壓敏傳感器應(yīng)用電阻值隨電壓而變化的元件。磁敏電阻器是一種磁電變換元件，利用磁阻效應(yīng)制成8.4 磁敏材料1883年，金屬導(dǎo)體的磁阻效應(yīng)1951年，研究了強(qiáng)磁性薄膜的磁阻效應(yīng)20世紀(jì)50年代，發(fā)現(xiàn)InSb和InAs等材料具有極高的遷移率，促進(jìn)了磁敏電阻器的開發(fā)。20世紀(jì)60年代中期，國際市場上出現(xiàn)

3、了磁敏電阻器。磁敏材料發(fā)展歷史磁敏電阻器與霍爾器件均屬于磁敏元件，但是前者結(jié)構(gòu)簡單，并且可以集成，溫度系數(shù)可以變得很小。磁敏電阻器分為半導(dǎo)體磁敏電阻器和強(qiáng)磁性薄膜磁敏電阻器。工作原理都是以磁阻效應(yīng)為基礎(chǔ)。 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種物理現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 霍爾元件霍爾元件 電流傳感器電流傳感器 當(dāng)電流流過導(dǎo)線時(shí)，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場當(dāng)電流流過導(dǎo)線時(shí)，將在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，磁場大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以大小與流過導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然后用霍爾器件進(jìn)行檢測。通過軟磁材料來聚集，然

4、后用霍爾器件進(jìn)行檢測。 汽車速度測量汽車速度測量:磁敏傳感器檢測限度)1 ()1 (cos/2202020BRRRR- -+ + lwx磁阻效應(yīng)：材料的電阻值隨外加磁場的大小而變化。當(dāng)在半導(dǎo)體材料上沿著與電流流向相垂直的方向加以外磁場時(shí)，由于霍爾電場和洛侖茲力的作用，電流與合成電場成一霍爾角流動(dòng)，從而電流路徑增長，阻值增大。電阻的增量與磁場的平方成正比；與磁場的正負(fù)無關(guān)；溫度系數(shù)影響大。 氣體與人類日常生活密切相關(guān)，對氣體的檢測已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段，氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。 如生活環(huán)境中一氧化碳濃度達(dá)0.81.15 ml/L時(shí)，就會出現(xiàn)呼吸急促，脈搏加快，甚至?xí)炟省?/p>

5、還有對易燃、易爆氣體、酒精等的探測也非常重要。煙霧報(bào)警器煙霧報(bào)警器酒精傳感器酒精傳感器二氧化碳傳感器二氧化碳傳感器氣敏電阻傳感器氣敏電阻傳感器 氣敏傳感器是多數(shù)利用氣敏半導(dǎo)體材料，如氧化錫、氧化錳。當(dāng)它們吸收了氣體煙霧，如一氧化碳、醇等時(shí)，電阻發(fā)生變化。從而使氣敏元件電阻值隨被測氣體的濃度改變而變化。 酒精傳感器酒精傳感器倒車?yán)走_(dá)倒車?yán)走_(dá)超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器 魚群探測器魚群探測器 光電鼠標(biāo)就是利用LED與光敏晶體管組合來測量位移亮度傳感器：通過檢測周圍環(huán)境的亮度，再與內(nèi)部設(shè)定值相比較，調(diào)整光源的亮度和分布，有效利用自然光線，達(dá)到節(jié)約電能的目的。半導(dǎo)體敏感元件傳感器半導(dǎo)體敏感元件傳感

6、器 相機(jī)測距反射式光電傳感器相機(jī)測距反射式光電傳感器光纖流速傳感器光纖流速傳感器光纖檢測型光電傳感器光纖檢測型光電傳感器作業(yè)件檢測作業(yè)件檢測光纖傳感器光纖傳感器顏色檢測顏色檢測熱輻射檢測傳感器 絕對零度以上的物體都有輻射，其強(qiáng)度依賴于物體溫度(K)，服從普朗克輻射定律。傳感器選用原則傳感器選用原則 選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個(gè)方面性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個(gè)方面的問題。的問題。 1 1靈敏度靈敏度 一般說來，傳感器靈敏度越高越好，但，在確定靈敏度時(shí)，要考慮以下幾個(gè)問題。 a)靈敏度過高引起的干擾問題； b)量程范圍。 c)交叉靈敏度問題。2 2 響應(yīng)特性響應(yīng)特性 傳感器的響應(yīng)特性是指在所測頻率范圍內(nèi)，保持不失真的測量條件。 實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總不可避免地有一定延遲，但總希望延遲的時(shí)間越短越好。 3 3 線性范圍線性范圍 任何傳感器都有一定線性工作范圍。在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成比例關(guān)系，線性范圍愈寬，則表