第三章：常用的傳感器

1、第第1頁頁第三章第三章 常用的傳感器常用的傳感器3-1 傳感器的分類傳感器的分類3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器3-3 電感式傳感器電感式傳感器3-4 電容式傳感器電容式傳感器3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器3-6 磁電式傳感器磁電式傳感器3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器3-8 傳感器的選用原則傳感器的選用原則第第2頁頁概述概述傳感器傳感器能按一定規(guī)律把被測量轉(zhuǎn)化為同種或另能按一定規(guī)律把被測量轉(zhuǎn)化為同種或另一種量值輸出的器件。一種量值輸出的器件。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號大多為電信號。大多為電信號。傳感器的作用傳感器的作用類似于人類的感覺器官。它把被類似于人類的感覺器官。

2、它把被測量，如力、位移、溫度等，轉(zhuǎn)化為易測信號，傳測量，如力、位移、溫度等，轉(zhuǎn)化為易測信號，傳遞給測量系統(tǒng)的信號調(diào)理環(huán)節(jié)遞給測量系統(tǒng)的信號調(diào)理環(huán)節(jié)深入研究傳感器的原理和作用，研制新型傳感器，深入研究傳感器的原理和作用，研制新型傳感器，對于社會的發(fā)展有十分重要的作用。對于社會的發(fā)展有十分重要的作用。第第3頁頁3-1 傳感器的分類傳感器的分類 位移傳感器位移傳感器 按被測量分按被測量分 力傳感器力傳感器 溫度傳感器等溫度傳感器等 機(jī)械式機(jī)械式 按工作原理分按工作原理分 電氣式電氣式 光學(xué)式等光學(xué)式等第第4頁頁3-1 傳感器的分類傳感器的分類第第5頁頁機(jī)械式傳感器機(jī)械式傳感器常常以彈性元件作為傳感器

3、的敏感元件，故也稱常常以彈性元件作為傳感器的敏感元件，故也稱為彈性敏感元件?？捎脕頊y力、壓力、溫度等。它的為彈性敏感元件?？捎脕頊y力、壓力、溫度等。它的輸出是彈性元件本身的彈性變形?？蓪椥宰冃无D(zhuǎn)換輸出是彈性元件本身的彈性變形?？蓪椥宰冃无D(zhuǎn)換為儀表指針的偏轉(zhuǎn)，借助刻度指示出被測量的大小。為儀表指針的偏轉(zhuǎn)，借助刻度指示出被測量的大小。也可利用其他傳感器，將彈性變形也可利用其他傳感器，將彈性變形( (位移量位移量) )轉(zhuǎn)換為電轉(zhuǎn)換為電信號輸出。信號輸出。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：有結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用方便、價格低有結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用方便、價格低廉、讀數(shù)直觀等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是彈性變形不宜大，以廉、讀數(shù)直觀等

4、優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是彈性變形不宜大，以減小線性誤差，此外，由于放大和指示環(huán)節(jié)多為機(jī)械減小線性誤差，此外，由于放大和指示環(huán)節(jié)多為機(jī)械傳動，不僅受間隙影響，而且慣性大，固有頻率低，傳動，不僅受間隙影響，而且慣性大，固有頻率低，只適宜于檢測緩變或靜態(tài)被測量。只適宜于檢測緩變或靜態(tài)被測量。第第6頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器它是一種把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，屬它是一種把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，屬能量控制型傳感器。按其工作原理可分為變阻器式傳能量控制型傳感器。按其工作原理可分為變阻器式傳感器和電阻應(yīng)變式傳感器兩類。感器和電阻應(yīng)變式傳感器兩類。第第7頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器一、變阻

5、式傳感器（電位差計式傳感器）一、變阻式傳感器（電位差計式傳感器）當(dāng)當(dāng) 、A保持不變時，保持不變時，Rl。如圖，改變電位器如圖，改變電位器觸頭位置，則會改變觸頭位置，則會改變A、C之間電阻絲長度，從而之間電阻絲長度，從而改變改變A、C兩點(diǎn)間的電阻兩點(diǎn)間的電阻R?？捎脕頊y量位移量?？捎脕頊y量位移量(線位移、角位移等線位移、角位移等)。AlR第第8頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器直線位移型：直線位移型：R=klx，靈敏度，靈敏度S=dR/dx=kl。當(dāng)導(dǎo)。當(dāng)導(dǎo)線均布時，線均布時，kl為常數(shù)，傳感器輸出（電阻）與輸入為常數(shù)，傳感器輸出（電阻）與輸入（位移）呈線性關(guān)系。（位移）呈線性關(guān)系。角位移型：

6、角位移型：S=dR/da=ka，導(dǎo)線均布時，輸出與，導(dǎo)線均布時，輸出與角位移角位移a呈線性關(guān)系。呈線性關(guān)系。非線性型：非線性型：若要求輸出若要求輸出R與輸入（位移與輸入（位移x）呈非線）呈非線性關(guān)系，則要求變阻器骨架做成三角形或其他形狀。性關(guān)系，則要求變阻器骨架做成三角形或其他形狀。第第9頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器變阻式傳感器的后繼電路一般采用電阻分壓電路，變阻式傳感器的后繼電路一般采用電阻分壓電路，如圖，輸出電壓如圖，輸出電壓uy與直流激勵電壓與直流激勵電壓u0及位移及位移x之間的之間的關(guān)系可用下式表示。關(guān)系可用下式表示。)1)(0pLppyxxRRxxuu 可見，只有當(dāng)后接電可見

7、，只有當(dāng)后接電路電阻路電阻RLRp時，時，uy與與x成線性關(guān)系。成線性關(guān)系。第第10頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：變阻器式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，性能變阻器式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，使用方便。缺點(diǎn)是因受到電阻絲直徑的限穩(wěn)定，使用方便。缺點(diǎn)是因受到電阻絲直徑的限制，分辨力不高。提高分辨力需要使用更細(xì)的電制，分辨力不高。提高分辨力需要使用更細(xì)的電阻絲，其繞制較困難。所以變阻器式傳感器的分阻絲，其繞制較困難。所以變阻器式傳感器的分辨力很難優(yōu)于辨力很難優(yōu)于20m 。第第11頁頁變阻器式傳感器產(chǎn)品變阻器式傳感器產(chǎn)品第第12頁頁案例：案例：重量的自動檢測重量的自動檢測-配料

8、設(shè)備配料設(shè)備 比較比較重量設(shè)定原材料原材料3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器原理：彈簧原理：彈簧-力力-位移位移 -電位器電位器-電阻電阻第第13頁頁案例：案例：煤氣包儲量檢測煤氣包儲量檢測煤氣包煤氣包鋼絲鋼絲3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器原理：鋼絲原理：鋼絲-收線圈數(shù)收線圈數(shù) -電位器電位器 -電阻電阻第第14頁頁案例：案例：玩具機(jī)器人（廣州中鳴數(shù)碼玩具機(jī)器人（廣州中鳴數(shù)碼 ）3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器原理：電機(jī)原理：電機(jī)-轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 -電位器電位器 -電阻電阻第第15頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器二、電阻應(yīng)變式傳感器二、電阻應(yīng)變式傳感器 測量對象測量對象：應(yīng)變、力、位移、加速度、

9、扭矩等。：應(yīng)變、力、位移、加速度、扭矩等。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：體積小、動態(tài)響應(yīng)快、測量精度高、使：體積小、動態(tài)響應(yīng)快、測量精度高、使用簡便。用簡便。 分類分類：金屬電阻應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片。：金屬電阻應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片。第第16頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器金屬電阻應(yīng)變片金屬電阻應(yīng)變片 金屬電阻絲應(yīng)變片金屬電阻絲應(yīng)變片第第17頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器 金屬箔式應(yīng)變片金屬箔式應(yīng)變片：用柵狀金屬箔片代替柵狀金屬：用柵狀金屬箔片代替柵狀金屬絲。絲。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用光刻技術(shù)制：用光刻技術(shù)制造，適于大批量生產(chǎn)，造，適于大批量生產(chǎn)，且線條均勻，尺寸準(zhǔn)且線條均勻，尺寸準(zhǔn)確，阻值一致性好。確，阻值一致

10、性好。箔片厚約箔片厚約110 m ，散熱好，粘結(jié)情況好，散熱好，粘結(jié)情況好，傳遞試件應(yīng)變性能好。傳遞試件應(yīng)變性能好。因此，目前使用的多因此，目前使用的多系金屬箔式應(yīng)變片。系金屬箔式應(yīng)變片。第第18頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器工作原理工作原理將應(yīng)變片用特制膠水粘固在彈性將應(yīng)變片用特制膠水粘固在彈性元件或需要測量變形的物體表面。電元件或需要測量變形的物體表面。電阻絲即隨該物體一同變形，導(dǎo)致電阻阻絲即隨該物體一同變形，導(dǎo)致電阻絲的長度絲的長度l、截面大小、截面大小A、以及電阻率、以及電阻率 都發(fā)生變化，從而引起電阻應(yīng)變片電都發(fā)生變化，從而引起電阻應(yīng)變片電阻絲電阻的變化，利用電橋就可測出阻絲電

11、阻的變化，利用電橋就可測出電阻變化，從而測出應(yīng)變大小。電阻變化，從而測出應(yīng)變大小。第第19頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器)2(2drdrldlRdRdrrRdllRdRrlAlR電阻相對變化：電阻相對變化： drdrldlRdR 2橫向應(yīng)變橫向應(yīng)變縱向應(yīng)變縱向應(yīng)變 ldlrdrldl絲材泊桑比絲材泊桑比第第20頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器 Edd 有關(guān)有關(guān)力力與電阻絲軸向所受正應(yīng)與電阻絲軸向所受正應(yīng) 壓阻系數(shù)，與絲材材質(zhì)有關(guān)；壓阻系數(shù)，與絲材材質(zhì)有關(guān)；E絲材彈性模量。絲材彈性模量。經(jīng)整理：經(jīng)整理： EERdR )21(2第第21頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器)21 ( 項(xiàng)由

12、電阻絲幾何尺寸改變所至，對同一材料，項(xiàng)由電阻絲幾何尺寸改變所至，對同一材料，1+2是常數(shù)，是常數(shù)， E 是由電阻絲的電阻率隨應(yīng)變的改變而是由電阻絲的電阻率隨應(yīng)變的改變而引起的，對金屬電阻絲，引起的，對金屬電阻絲， E很小，可忽略。故：很小，可忽略。故： )21( RdR此式表明電阻的相對變化與應(yīng)變此式表明電阻的相對變化與應(yīng)變 成正比。成正比。 21 gS電阻應(yīng)變片的應(yīng)變系數(shù)，或靈敏度。電阻應(yīng)變片的應(yīng)變系數(shù)，或靈敏度。Sg多在多在1.73.6之間。之間。第第22頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器 電阻應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)電阻值有電阻應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)電阻值有60 、120 、350、600 和和1000 等

13、，其中等，其中120 最常用最常用.第第23頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器它的工作原理與金屬電阻應(yīng)變片類似。但引起它的工作原理與金屬電阻應(yīng)變片類似。但引起阻值變化的因素中，阻值變化的因素中， 遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于E 項(xiàng)，可項(xiàng)，可忽略。它是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)來工作的。忽略。它是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)來工作的。)21 ( 靈敏度：靈敏度：ERdRSg /半導(dǎo)體應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片第第24頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：體積小，靈敏度高，機(jī)械滯后小，橫向靈敏度小。：體積小，靈敏度高，機(jī)械滯后小，橫向靈敏度小。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性能差、靈敏度分散度大（晶向、雜質(zhì)影響）、：溫度穩(wěn)定性能

14、差、靈敏度分散度大（晶向、雜質(zhì)影響）、在較大應(yīng)變作用下，非線性誤差大等。這給應(yīng)用帶來了一定困在較大應(yīng)變作用下，非線性誤差大等。這給應(yīng)用帶來了一定困難。難。第第25頁頁應(yīng)變計3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器金屬應(yīng)變計金屬應(yīng)變計第第26頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器使用應(yīng)變片傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)使用應(yīng)變片傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)1）應(yīng)變片與試件（或彈性元件）應(yīng)粘牢。貼應(yīng)）應(yīng)變片與試件（或彈性元件）應(yīng)粘牢。貼應(yīng)變片時，試件表面應(yīng)清洗干凈，同時，應(yīng)選用適當(dāng)變片時，試件表面應(yīng)清洗干凈，同時，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?。的粘合劑?）動態(tài)測量時，應(yīng)考慮應(yīng)變片本身的動態(tài)響應(yīng)）動態(tài)測量時，應(yīng)考慮應(yīng)變片本身的動態(tài)響應(yīng)特性

15、。電橋激勵電源頻率越高，應(yīng)變片基長越短，特性。電橋激勵電源頻率越高，應(yīng)變片基長越短，所能測量的上限頻率越高。所能測量的上限頻率越高。3）溫度的升高會引起應(yīng)變片電阻值的變化，測）溫度的升高會引起應(yīng)變片電阻值的變化，測量時，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償（一般利用電橋的和差特量時，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償（一般利用電橋的和差特性進(jìn)行補(bǔ)償）。關(guān)于電橋的應(yīng)用，詳見第四章。性進(jìn)行補(bǔ)償）。關(guān)于電橋的應(yīng)用，詳見第四章。第第27頁頁3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器應(yīng)變片測量電路應(yīng)變片測量電路VER1R2R3R4ERRRRRRRRV)(32413142第第28頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用實(shí)例電阻應(yīng)變式傳

16、感器的應(yīng)用實(shí)例 將應(yīng)變片貼于將應(yīng)變片貼于彈性彈性元件元件上，上，作為測量力、作為測量力、位移、壓力、位移、壓力、加速度等物理加速度等物理參數(shù)的傳感器。參數(shù)的傳感器。第第29頁頁3-2 電阻式傳感器電阻式傳感器電阻應(yīng)變式傳感電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用實(shí)例器的應(yīng)用實(shí)例 測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力或應(yīng)力第第30頁頁案例：案例：電子稱電子稱原理將物品重量通過懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器第第31頁頁案例：沖床生產(chǎn)記數(shù)案例：沖床生產(chǎn)記數(shù) 和生產(chǎn)過程監(jiān)測和生產(chǎn)過程監(jiān)測3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器第第32頁頁案例：機(jī)器人握力測量案例：機(jī)器人握力測量3.

17、2 電阻式傳感器電阻式傳感器第第33頁頁3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器案例：案例：振動式地音入侵探測器振動式地音入侵探測器 適合于金庫、倉庫、古建筑的防范，挖墻、打適合于金庫、倉庫、古建筑的防范，挖墻、打洞、爆破等破壞行為均可及時發(fā)現(xiàn)。洞、爆破等破壞行為均可及時發(fā)現(xiàn)。第第34頁頁3.2 電阻式傳感器電阻式傳感器第第35頁頁3-3 3-3 電感式傳感器電感式傳感器電感式傳感器是一種把被測量（一般電感式傳感器是一種把被測量（一般為位移）轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。為位移）轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。它利用了電磁感應(yīng)原理。按變換方式的不它利用了電磁感應(yīng)原理。按變換方式的不同，可分為自感型和互感型兩

18、種。同，可分為自感型和互感型兩種。第第36頁頁 電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。測量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類分類: :電感式傳感器電感式傳感器自感型自感型可變磁阻型可變磁阻型渦流式渦流式互感型互感型第第37頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器一、自感型一、自感型1、可變磁阻式、可變磁阻式如圖，線圈自感量如圖，線圈自感量L為：為：mRWL2式中：式中： W線圈匝數(shù)線圈匝數(shù) Rm磁路總磁阻磁路總磁阻第第38頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器若空氣隙若空氣隙較小，且不考慮磁路鐵損時，則總磁阻為：較小，且不考慮磁路鐵損時

19、，則總磁阻為：第第39頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器由此可知，由此可知， 的變化或的變化或A0的變化均會引起的變化均會引起L的變化。的變化。 因?yàn)殍F心磁阻遠(yuǎn)小于空氣隙的磁阻，可以忽略，因?yàn)殍F心磁阻遠(yuǎn)小于空氣隙的磁阻，可以忽略，故：故：第第40頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器1）當(dāng)當(dāng)A0固定時固定時，L1/ ，L與與 呈非線性關(guān)系，其靈呈非線性關(guān)系，其靈敏度為：敏度為：（dL/d ）由于由于S1/2 ，故，故 愈小，其愈小，其靈敏度愈高。靈敏度愈高。S不是常數(shù)，有非線不是常數(shù)，有非線性誤差。性誤差。 為減小誤差，為減小誤差， 間隙間隙 的的變化范圍不能太大，變化范圍不能太大， 一般取一

20、般取 / 00.1。這種傳感器只能測量較小的這種傳感器只能測量較小的位移量，一般為位移量，一般為0.0011mm。第第41頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器1）當(dāng)當(dāng)A0固定時固定時，L1/ ，L與與 呈非線性關(guān)系，其靈呈非線性關(guān)系，其靈敏度為：敏度為：（dL/d ）為提高靈敏度為提高靈敏度S并改善非線性，可做并改善非線性，可做成差動式。成差動式。第第42頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器2） 當(dāng)當(dāng)固定時固定時，改變，改變A0，可做成另外一種形式的傳感，可做成另外一種形式的傳感器：器：第第43頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器電感的變化一般用電橋讀出。電感的變化一般用電橋讀出。第第44頁頁

21、3-3 電感式傳感器電感式傳感器2、渦電流式、渦電流式它是利用金屬導(dǎo)體在交它是利用金屬導(dǎo)體在交變磁場（由線圈通上交流電變磁場（由線圈通上交流電產(chǎn)生）的作用下產(chǎn)生渦電流，產(chǎn)生）的作用下產(chǎn)生渦電流，渦電流又產(chǎn)生反抗磁場，引渦電流又產(chǎn)生反抗磁場，引起原線圈阻抗的變化的原理起原線圈阻抗的變化的原理制成的。制成的。第第45頁頁原線圈的等效阻抗原線圈的等效阻抗Z Z變化：變化：),(ZZ 第第46頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器渦流式傳感渦流式傳感器的測量電路器的測量電路：一般采用阻抗式一般采用阻抗式調(diào)幅電路（圖調(diào)幅電路（圖3-16）或調(diào)頻電路）或調(diào)頻電路（圖（圖3-18）。圖）。圖3-17是調(diào)幅電路

22、是調(diào)幅電路的諧振曲線和輸?shù)闹C振曲線和輸出特性。出特性。第第47頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感器渦流式傳感器可用于動態(tài)非接觸式測量，測量渦流式傳感器可用于動態(tài)非接觸式測量，測量范圍隨傳感器結(jié)構(gòu)尺寸、線圈匝數(shù)和激磁頻率而范圍隨傳感器結(jié)構(gòu)尺寸、線圈匝數(shù)和激磁頻率而異，從異，從1mm到到10mm不等。分辨率可達(dá)不等。分辨率可達(dá)0.1m。此外，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不受油。此外，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不受油液等介質(zhì)影響等。應(yīng)用越來越廣泛。液等介質(zhì)影響等。應(yīng)用越來越廣泛。第第48頁頁第第49頁頁案例：無損探傷案例：無損探傷原理裂紋檢測，缺陷造成渦流變化?；疖囕啓z測火車輪檢測油管檢測油管檢測第第50頁頁

23、3-3 電感式傳感器電感式傳感器二、互感型二、互感型差動變壓式電感傳感器差動變壓式電感傳感器它是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象工作的。它是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象工作的。如圖，線圈中的感應(yīng)電勢為：如圖，線圈中的感應(yīng)電勢為：式中式中M（互感）的大小與兩（互感）的大小與兩線圈相對位置及周圍介質(zhì)線圈相對位置及周圍介質(zhì)的導(dǎo)磁能力等因素有關(guān)。的導(dǎo)磁能力等因素有關(guān)。互感型傳感器就是利用了這一原理，將被測位移量轉(zhuǎn)換互感型傳感器就是利用了這一原理，將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。這種傳感器實(shí)質(zhì)上就是一個小型的變壓成線圈互感的變化。這種傳感器實(shí)質(zhì)上就是一個小型的變壓器。器。第第51頁頁3-3 電感式傳感器電感式傳感

24、器實(shí)際應(yīng)用中，一般使用兩個次級線圈，做成差動變壓器實(shí)際應(yīng)用中，一般使用兩個次級線圈，做成差動變壓器式傳感器。當(dāng)鐵心位于中心位置時，輸出電壓式傳感器。當(dāng)鐵心位于中心位置時，輸出電壓e0=e1-e2=0，當(dāng)鐵心上移或下移當(dāng)鐵心上移或下移x時，時，e1e2，e0隨位移的增大而增大（圖隨位移的增大而增大（圖C）。）。e0是交流電壓，是交流電壓，其幅值與鐵心位其幅值與鐵心位移成正比。測量移成正比。測量e0的大小只能確的大小只能確定位移的大小，定位移的大小，而無法確定位移而無法確定位移的方向，一般通的方向，一般通過相敏檢波電路過相敏檢波電路來確定位移的方來確定位移的方向及大小。向及大小。第第52頁頁3-3

25、 電感式傳感器電感式傳感器互感型傳感器的特點(diǎn)：互感型傳感器的特點(diǎn)：第第53頁頁案例：案例：板的厚度測量板的厚度測量 第第54頁頁案例：案例：張力測量張力測量第第55頁頁變換原理變換原理: :將被測量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化將被測量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化兩平行極板組成的電兩平行極板組成的電容器容器, ,它的電容量為它的電容量為: :AC0+ A 、A A或或發(fā)生變發(fā)生變化時，都會引起化時，都會引起電容的變化。電容的變化。3-4 電容式傳感器電容式傳感器第第56頁頁a)a)極距極距變化型變化型+AC0+第第57頁頁b)b)面積變化型面積變化型AC0角位移型角位移型+第第58頁頁AC0平面線位移型平面

26、線位移型第第59頁頁柱面線位移型柱面線位移型. .AC0第第60頁頁產(chǎn)品產(chǎn)品. .陶瓷電容壓力傳感器陶瓷電容壓力傳感器 液體壓力液體壓力作用在陶作用在陶瓷膜片的瓷膜片的表面，使表面，使膜片產(chǎn)生膜片產(chǎn)生 位移。位移。 壓力變送器壓力變送器第第61頁頁c) c) 介質(zhì)變化型介質(zhì)變化型AC0第第62頁頁產(chǎn)品產(chǎn)品. .電容式液位傳感器（液位計電容式液位傳感器（液位計/ /料位計）料位計）3.4 電容式傳感器電容式傳感器 第第63頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器二、測量電路二、測量電路1、電橋型電路、電橋型電路將差動式電容傳感器作為交流電橋的一部分，當(dāng)電容變將差動式電容傳感器作為交流電橋的一部分，當(dāng)

27、電容變化時，電橋的輸出電壓隨之變化，電橋的輸出為一調(diào)幅波，化時，電橋的輸出電壓隨之變化，電橋的輸出為一調(diào)幅波，經(jīng)放大、相敏解調(diào)、濾波后獲得輸出（電壓），用該輸出推經(jīng)放大、相敏解調(diào)、濾波后獲得輸出（電壓），用該輸出推動顯示儀表。動顯示儀表。第第64頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器2 2、直流極化電路、直流極化電路這是另一種形式的測量電路，多用于電容傳聲器或壓這是另一種形式的測量電路，多用于電容傳聲器或壓力傳感器中。力傳感器中。第第65頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器3、諧振電路、諧振電路圖圖3-27，電容傳感器的電容，電容傳感器的電容Cx作為諧振電路調(diào)諧電容的作為諧振電路調(diào)諧電容的一部分

28、，電路的輸出為電壓一部分，電路的輸出為電壓u或電流或電流I。Cx變化時，變化時，u或或I也隨也隨之變化，當(dāng)之變化，當(dāng)Cx變到一定值時，輸出達(dá)到最大值。變到一定值時，輸出達(dá)到最大值。圖圖3-27第第66頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器圖圖3-27為獲得較好的線性，工作點(diǎn)應(yīng)選擇在諧振曲線一邊的為獲得較好的線性，工作點(diǎn)應(yīng)選擇在諧振曲線一邊的準(zhǔn)線性區(qū)域內(nèi)。圖中準(zhǔn)線性區(qū)域內(nèi)。圖中C為為Cx與與C2并聯(lián)后所得到的等效電容。并聯(lián)后所得到的等效電容。特點(diǎn)：特點(diǎn)：電路比較靈敏，但工作點(diǎn)不好選，變化范圍較電路比較靈敏，但工作點(diǎn)不好選，變化范圍較窄，傳感器連接電纜的雜散電容影響也較大。窄，傳感器連接電纜的雜散電

29、容影響也較大。第第67頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器4、調(diào)頻電路、調(diào)頻電路第第68頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器5、運(yùn)算放大器電路、運(yùn)算放大器電路xyCCuu00ACuuy000第第69頁頁3-4 電容式傳感器電容式傳感器三、注意事項(xiàng)三、注意事項(xiàng)電容傳感器的電容量很小，其變化量更小，一電容傳感器的電容量很小，其變化量更小，一般在般在1pF以下。而傳感器極板與周圍元件之間，以以下。而傳感器極板與周圍元件之間，以及連接電纜之間都存在著寄生電容，其值很大而且及連接電纜之間都存在著寄生電容，其值很大而且不穩(wěn)定，這就使測量精確度受到嚴(yán)重影響，甚至無不穩(wěn)定，這就使測量精確度受到嚴(yán)重影響，甚至無

30、法工作。因此，應(yīng)采取技術(shù)措施來減小或消除寄生法工作。因此，應(yīng)采取技術(shù)措施來減小或消除寄生電容的影響。常用的措施有：縮短傳感器和測量電電容的影響。常用的措施有：縮短傳感器和測量電路之間的電纜，甚至將測量電路的一部分和傳感器路之間的電纜，甚至將測量電路的一部分和傳感器做成一體，或采用專用的驅(qū)動電纜。做成一體，或采用專用的驅(qū)動電纜。第第70頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)來工作的。壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)來工作的。一、壓電效應(yīng)一、壓電效應(yīng)定義定義：某些物質(zhì)，如石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等，當(dāng)受：某些物質(zhì)，如石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等，當(dāng)受到外力作用時，不

31、僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表到外力作用時，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表面上有電荷出現(xiàn)，形成電場；當(dāng)外力消失時，材料重新回復(fù)面上有電荷出現(xiàn)，形成電場；當(dāng)外力消失時，材料重新回復(fù)到原來狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為到原來狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)。相反，如果將這些物。相反，如果將這些物質(zhì)置于電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，這種由于外電場質(zhì)置于電場中，其幾何尺寸也會發(fā)生變化，這種由于外電場作用導(dǎo)致物質(zhì)的機(jī)械變形的現(xiàn)象，稱為作用導(dǎo)致物質(zhì)的機(jī)械變形的現(xiàn)象，稱為逆壓電效應(yīng)逆壓電效應(yīng)，或稱為，或稱為電致伸縮效應(yīng)。電致伸縮效應(yīng)。第第71頁頁變換原理變換原理: :壓電效應(yīng)壓電效應(yīng) 某些物質(zhì)，如石英

32、，受到外力作用時，不僅幾某些物質(zhì)，如石英，受到外力作用時，不僅幾何尺寸會發(fā)生變化，而且內(nèi)部會被極化，表面產(chǎn)生何尺寸會發(fā)生變化，而且內(nèi)部會被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時，又重新回到原來的狀態(tài)，這電荷；當(dāng)外力去掉時，又重新回到原來的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。F+3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器第第72頁頁石英（石英（SiO2)晶體的形狀晶體的形狀為六角形晶柱（圖為六角形晶柱（圖3-31a），），截去兩頭后則為一六棱柱（圖截去兩頭后則為一六棱柱（圖b）。）。z-z稱為光軸；稱為光軸；y-y稱為機(jī)械軸；稱為機(jī)械軸；x-x稱為電軸。稱為電軸。從晶體中按一定規(guī)則切從晶體中按一定規(guī)

33、則切下一個平行六面體（長方下一個平行六面體（長方體），做為壓電式傳感器的體），做為壓電式傳感器的敏感元件。敏感元件。具有壓電效應(yīng)的材料稱為具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料壓電材料。石英是常用的。石英是常用的一種壓電材料。一種壓電材料。第第73頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器當(dāng)對切下的晶體施加外力時，將沿當(dāng)對切下的晶體施加外力時，將沿x-x軸（電軸）方向軸（電軸）方向形成電場，其電荷分布在垂直于形成電場，其電荷分布在垂直于x-x軸的平面上，電荷量軸的平面上，電荷量的大小與外力成正比。的大小與外力成正比。 q=dc F第第74頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器第第75頁頁3-5 壓電式傳感器壓

34、電式傳感器二、壓電材料二、壓電材料分三大類：分三大類： 壓電單晶壓電單晶 壓電陶瓷（屬多晶體）壓電陶瓷（屬多晶體） 有機(jī)壓電薄膜有機(jī)壓電薄膜第第76頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器三、壓電式傳感器及其等效電路三、壓電式傳感器及其等效電路在壓電晶片的兩個工作面在壓電晶片的兩個工作面（垂直于（垂直于x-x軸）上進(jìn)行金屬蒸鍍，軸）上進(jìn)行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個電極。當(dāng)晶形成金屬膜，構(gòu)成兩個電極。當(dāng)晶片受到外力作用時，在兩個極板上片受到外力作用時，在兩個極板上積聚數(shù)量相等，而極性相反的電荷，積聚數(shù)量相等，而極性相反的電荷，形成電場。因此，壓電式傳感器可形成電場。因此，壓電式傳感器可以看作是電

35、荷發(fā)生器，同時也是一以看作是電荷發(fā)生器，同時也是一個電容器。個電容器。第第77頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器實(shí)際測量中，往往用兩個或兩個以上的晶片進(jìn)實(shí)際測量中，往往用兩個或兩個以上的晶片進(jìn)行串接或并接。行串接或并接。并接時并接時，C大，大，q 大，適宜于以電荷量輸出的大，適宜于以電荷量輸出的場合。場合。串接時串接時，電容小，輸出電壓大，適宜于以電壓，電容小，輸出電壓大，適宜于以電壓作為輸出信號。作為輸出信號。第第78頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器壓電式傳感器是一個具有壓電式傳感器是一個具有一定電容一定電容Ca 的電荷源，其等效的電荷源，其等效電路如圖所示。其中，電路如圖所示。其中，

36、Cc 電電纜電容，纜電容，R0后續(xù)電路的輸入后續(xù)電路的輸入阻抗和傳感器中的漏電阻形成阻抗和傳感器中的漏電阻形成的等效電阻。的等效電阻。第第79頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器四、測量電路四、測量電路壓電式傳感器的輸出是很微弱的電荷，加上本壓電式傳感器的輸出是很微弱的電荷，加上本身內(nèi)阻很大，故輸出能量甚微，因此通常把傳感身內(nèi)阻很大，故輸出能量甚微，因此通常把傳感器信號先輸出到高輸入阻抗的器信號先輸出到高輸入阻抗的前置放大器前置放大器，經(jīng)過，經(jīng)過阻抗變換后，方可用一般的放大、檢波電路將信阻抗變換后，方可用一般的放大、檢波電路將信號輸出給指示儀表或記錄器。號輸出給指示儀表或記錄器。前置放大器的作

37、用：前置放大器的作用：將傳感器的高阻抗輸出變?yōu)榈妥杩馆敵鰧鞲衅鞯母咦杩馆敵鲎優(yōu)榈妥杩馆敵龇糯髠鞲衅鬏敵龅奈⑷跣盘?。放大傳感器輸出的微弱信號。第?0頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器前置放大器電路的形式：前置放大器電路的形式： 電阻反饋式電壓放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電阻反饋式電壓放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電壓成正比。電壓成正比。 電容反饋式電荷放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電容反饋式電荷放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電荷成正比，并與電纜對地電容無關(guān)，可用較長的連接電荷成正比，并與電纜對地電容無關(guān)，可用較長的連接電纜，而用電壓放大器則不然。電纜，而用電壓放大器則不然。fyc

38、qu足夠大，則：如果放大器開環(huán)增益第第81頁頁產(chǎn)品產(chǎn)品壓力變送器壓力變送器加速度加速度計計力傳感器力傳感器 第第82頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器五、壓電式傳感器的應(yīng)用五、壓電式傳感器的應(yīng)用 測力、壓力、振動的加速度測力、壓力、振動的加速度 聲學(xué)（包括超聲）和聲發(fā)射等測量聲學(xué)（包括超聲）和聲發(fā)射等測量第第83頁頁3-5 壓電式傳感器壓電式傳感器壓電式傳感器一般用來測量沿其軸線的作用力（壓電式傳感器一般用來測量沿其軸線的作用力（x 軸），軸），但其他方向的作用力也會產(chǎn)生輸出（稱為橫向輸出），橫向但其他方向的作用力也會產(chǎn)生輸出（稱為橫向輸出），橫向輸出是一種干擾，是產(chǎn)生測量誤差的主要原因之一

39、。與橫向輸出是一種干擾，是產(chǎn)生測量誤差的主要原因之一。與橫向輸出對應(yīng)的靈敏度稱為輸出對應(yīng)的靈敏度稱為橫向靈敏度橫向靈敏度。應(yīng)用時，應(yīng)該使用橫向靈敏度小的傳感器。壓電式傳感應(yīng)用時，應(yīng)該使用橫向靈敏度小的傳感器。壓電式傳感器各方向的橫向靈敏度是不一樣的，器各方向的橫向靈敏度是不一樣的，為減小橫向靈敏度的影為減小橫向靈敏度的影響，在安裝傳感器時，應(yīng)該使橫向靈敏度最小的方向與最大響，在安裝傳感器時，應(yīng)該使橫向靈敏度最小的方向與最大橫向干擾力方向重合。橫向干擾力方向重合。第第84頁頁變換原理變換原理: : 磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感磁電式傳感器是把被測量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的一種轉(zhuǎn)換器。

40、應(yīng)電動勢的一種轉(zhuǎn)換器。dtdWe感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動勢感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動勢e e為為磁通變化率與磁場強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動速度有磁通變化率與磁場強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動速度有關(guān)，改變其中一個因素，都會改變感應(yīng)電動勢。關(guān)，改變其中一個因素，都會改變感應(yīng)電動勢。 3-6 磁電式傳感器磁電式傳感器第第85頁頁分類分類 磁磁電電式式動圈式動圈式磁阻式磁阻式線速度型線速度型角速度型角速度型N第第86頁頁3-6 磁電式傳感器磁電式傳感器一、動圈式一、動圈式圖示為線速度型傳感器，可測線速度。圖示為線速度型傳感器，可測線速度。第第87頁頁3-6 磁電式傳感器磁電式傳感器由此可知，傳感器的輸出與輸入（線、角速度）呈線性

41、由此可知，傳感器的輸出與輸入（線、角速度）呈線性關(guān)系。關(guān)系。圖示為角速度型傳感器，可測角速度。圖示為角速度型傳感器，可測角速度。第第88頁頁角速度型角速度型測速電機(jī)測速電機(jī)第第89頁頁3-6 磁電式傳感器磁電式傳感器動圈磁電式傳感器的等效電路如下圖所示。動圈磁電式傳感器的等效電路如下圖所示。磁電式傳感器的工作原理是可逆的，作為測振傳感器，它磁電式傳感器的工作原理是可逆的，作為測振傳感器，它工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)（工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)（v e）。若在線圈中加上交變激勵電壓，）。若在線圈中加上交變激勵電壓，則線圈就會在磁場中振動，由此可做成激振器（此時工作于電則線圈就會在磁場中振動，由此可做成激振器（此時工

42、作于電動機(jī)狀態(tài)）。動機(jī)狀態(tài)）。第第90頁頁3-6 磁電式傳感器磁電式傳感器二、磁阻式二、磁阻式如圖。在這類傳感器中，線圈與磁鐵不作相對運(yùn)動，而如圖。在這類傳感器中，線圈與磁鐵不作相對運(yùn)動，而是由運(yùn)動著的物體（導(dǎo)磁材料）來改變磁路的磁阻，從而使是由運(yùn)動著的物體（導(dǎo)磁材料）來改變磁路的磁阻，從而使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?？捎脕頊y轉(zhuǎn)速、偏心量、振動等。線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。可用來測轉(zhuǎn)速、偏心量、振動等。第第91頁頁N NS S案例：鼠籠電機(jī)轉(zhuǎn)子斷細(xì)條檢測案例：鼠籠電機(jī)轉(zhuǎn)子斷細(xì)條檢測第第92頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器不同的半導(dǎo)體材料，有著對光、熱、力、磁、氣不同的半導(dǎo)體材料，有著對光、熱、力、

43、磁、氣體、濕度等理化量的敏感性，因此，可利用半導(dǎo)體材體、濕度等理化量的敏感性，因此，可利用半導(dǎo)體材料的這些特性，做成各種目的的傳感器。料的這些特性，做成各種目的的傳感器。第第93頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器一、磁敏傳感器一、磁敏傳感器1、霍爾元件、霍爾元件：利用霍爾效應(yīng)：利用霍爾效應(yīng)工作。工作。工作時，將霍爾元件置于磁場工作時，將霍爾元件置于磁場中，在中，在a、b 端通以電流，則在端通以電流，則在c、d 端輸出霍爾電勢端輸出霍爾電勢VH。由此可知，當(dāng)由此可知，當(dāng) i、B發(fā)生變化時，發(fā)生變化時，VH 隨之改變。隨之改變。第第94頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器霍爾元件的應(yīng)用舉例霍爾元

44、件的應(yīng)用舉例 測位移測位移(圖圖3-39)檢測鋼絲繩斷絲情況檢測鋼絲繩斷絲情況(圖圖3-40)第第95頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器2、磁阻元件、磁阻元件磁阻元件是利用半導(dǎo)體材料的磁阻元件是利用半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)磁阻效應(yīng)來工來工作的。磁阻效應(yīng)將使通有電流作的。磁阻效應(yīng)將使通有電流i的金屬或半導(dǎo)體的金屬或半導(dǎo)體的的ab兩端之間的電阻隨外磁場兩端之間的電阻隨外磁場B而變化。而變化。第第96頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器3、磁敏管、磁敏管可檢測微弱磁場的變化?？捎糜诖帕μ絺蚩蓹z測微弱磁場的變化?？捎糜诖帕μ絺蜃龀纱艌鲇|發(fā)的無觸點(diǎn)開關(guān)。也可測轉(zhuǎn)速、位移做成磁場觸發(fā)的無觸點(diǎn)開關(guān)。也

45、可測轉(zhuǎn)速、位移等。等。第第97頁頁 光敏傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外光敏傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。 光敏電阻、光電池光敏電阻、光電池、光敏管光敏管二、光敏傳感器二、光敏傳感器（利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)）（利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)）第第98頁頁1、光敏電阻、光敏電阻 內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng) 半導(dǎo)體材料受到光照時會產(chǎn)生電子半導(dǎo)體材料受到光照時會產(chǎn)生電子-空空穴對穴對,使其導(dǎo)電性能增強(qiáng)使其導(dǎo)電性能增強(qiáng),光線愈強(qiáng)，阻值愈光線愈強(qiáng)

46、，阻值愈低，這種光照后低，這種光照后電阻率發(fā)生變化電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象的現(xiàn)象,稱稱為內(nèi)光電效應(yīng)為內(nèi)光電效應(yīng) 。第第99頁頁第第100頁頁2 2 光電池光電池 光能光能電能。用得最多的是硅光電池。電能。用得最多的是硅光電池。 光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料P-NP-N結(jié)受到光照結(jié)受到光照后產(chǎn)生一定方向的電動勢的效應(yīng)。以可見光作光后產(chǎn)生一定方向的電動勢的效應(yīng)。以可見光作光源的光電池是常用的光生伏特型器件。源的光電池是常用的光生伏特型器件。+-PN第第101頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器3、光敏二極管和光敏三極管、光敏二極管和光敏三極管功用：光信號功用：光信號電信號電信號。光

47、電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度很高，光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度很高，體積小，重量輕，性能穩(wěn)定，價體積小，重量輕，性能穩(wěn)定，價格便宜，因此，在工業(yè)技術(shù)中得格便宜，因此，在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。如檢測零件表到了廣泛的應(yīng)用。如檢測零件表面缺陷。面缺陷。第第102頁頁亮度傳感器：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，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。達(dá)到節(jié)約電能的目的。第第103頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器三、固態(tài)圖像傳感器三、固態(tài)圖像傳感器圖像傳感器從功能上來說，它是一個能

48、把受光圖像傳感器從功能上來說，它是一個能把受光面的光像分成許多小單元（像元），并將它們轉(zhuǎn)換面的光像分成許多小單元（像元），并將它們轉(zhuǎn)換成電信號，然后順序地輸送出去的器件。成電信號，然后順序地輸送出去的器件。第第104頁頁 在半導(dǎo)體硅片上按線陣或面陣排列在半導(dǎo)體硅片上按線陣或面陣排列MOSMOS（金屬（金屬- -氧化物氧化物- -硅）單元，如果照射在這些光敏元上的硅）單元，如果照射在這些光敏元上的是一幅明暗起伏的圖像，則這些光敏元上就會是一幅明暗起伏的圖像，則這些光敏元上就會感感生出一幅與光照強(qiáng)度相對應(yīng)的光生電荷圖像生出一幅與光照強(qiáng)度相對應(yīng)的光生電荷圖像。CCDCCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器

49、第第105頁頁 特點(diǎn)特點(diǎn):(1) 非接觸檢測非接觸檢測;(2) 響應(yīng)快響應(yīng)快;(3) 可靠性高可靠性高,為修簡便為修簡便;(4) 測量精度高測量精度高;(5) 體積小體積小,重量輕重量輕; 容易與計算機(jī)連接容易與計算機(jī)連接(6) 對被測物體需要強(qiáng)光照射對被測物體需要強(qiáng)光照射;(7) 受被測物體以外的光的影響受被測物體以外的光的影響.CCDCCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器 條形碼掃描器條形碼掃描器第第106頁頁3-7 半導(dǎo)體傳感器半導(dǎo)體傳感器四、熱敏電阻四、熱敏電阻它有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，其阻值隨溫度的上升它有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，其阻值隨溫度的上升而下降。廣泛應(yīng)用于測量儀器、自動控制用自動檢而下降。廣泛應(yīng)用于測量儀器、自動控制用自動檢測裝置中的溫度測量。測裝置中的溫度測量。第第107頁頁熱敏電阻傳感器熱敏電阻傳感器 半導(dǎo)體熱敏電阻的材料是一種由錳、鎳、銅、半導(dǎo)體熱敏電阻的材料是一種由錳、鎳、銅、鉆、鐵等金屬氧化物按一定比例混合燒結(jié)而成的半鉆、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。值下降。 熱敏傳感器熱敏傳感器)11(00TTeRRRT第第108頁頁熱敏傳