想必大家對傳感器的原理這個詞感到陌生吧,都不知道它大概的含義是什么呢?現(xiàn)在我們來了解下。什么是傳感器的原理 以下幾個要注意的:我們在上大學(xué)的時候,老師就經(jīng)常說過傳感器的原理 ,現(xiàn)在 剛好用上了, 跟大家 分享下哈! 以前我也不懂得它是什么意思,至從上次聽了說過培訓(xùn)過以后,大概懂了一些:現(xiàn)在來了解下哦:什么叫傳感器?從廣義上講,傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置;簡單說傳感器是將外界信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。所以它由敏感元器件(感知元件)和轉(zhuǎn)換器件兩部分組成,有的半導(dǎo)體敏感元器件可以直接輸出電信號,本身就構(gòu)成傳感器。敏感元器件品種繁多,就其感知外界信息的原理來講,可分為①物理類,基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。②化學(xué)類,基于化學(xué)反應(yīng)的原理。③生物類,基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(還有人曾將傳感器分46類)。下面對常用的熱敏、光敏、氣敏、力敏和磁敏傳感器及其敏感元件介紹如下。 一 溫度傳感器及熱敏元件溫度傳感器主要由熱敏元件組成。熱敏元件品種教多,市場上銷售的有雙金屬片、銅熱電阻、鉑熱電阻、熱電偶及半導(dǎo)體熱敏電阻等。以半導(dǎo)體熱敏電阻為探測元件的溫度傳感器應(yīng)用廣泛,這是因為在元件允許工作條件范圍內(nèi),半導(dǎo)體熱敏電阻器具有體積小、靈敏度高、精度高的特點,而且制造工藝簡單、價格低廉。1.半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,隨溫度上升電阻增加的為正溫度系數(shù)熱敏電阻,反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。⑴ 正溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理此種熱敏電阻以鈦酸鋇(BaTio3)為基本材料,再摻入適量的稀土元素,利用陶瓷工藝高溫?zé)Y(jié)爾成。純鈦酸鋇是一種絕緣材料,但摻入適量的稀土元素如鑭(La)和鈮(Nb)等以后,變成了半導(dǎo)體材料,被稱半導(dǎo)體化鈦酸鋇。它是一種多晶體材料,晶粒之間存在著晶粒界面,對于導(dǎo)電電子而言,晶粒間界面相當(dāng)于一個位壘。當(dāng)溫度低時,由于半導(dǎo)體化鈦酸鋇內(nèi)電場的作用,導(dǎo)電電子可以很容易越過位壘,所以電阻值較小;當(dāng)溫度升高到居里點溫度(即臨界溫度,此元件的‘溫度控制點’ 一般鈦酸鋇的居里點為120℃)時,內(nèi)電場受到破壞,不能幫助導(dǎo)電電子越過位壘,所以表現(xiàn)為電阻值的急劇增加。因為這種元件具有未達(dá)居里點前電阻隨溫度變化非常緩慢,具有恒溫、調(diào)溫和自動控溫的功能,只發(fā)熱,不發(fā)紅,無明火,不易燃燒,電壓交、直流3~440V均可,使用壽命長,非常適用于電動機(jī)等電器裝置的過熱探測。⑵ 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的工作原理負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是以氧化錳、氧化鈷、氧化鎳、氧化銅和氧化鋁等金屬氧化物為主要原料,采用陶瓷工藝制造而成。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì),完全類似于鍺、硅晶體材料,體內(nèi)的載流子(電子和空穴)數(shù)目少,電阻較高;溫度升高,體內(nèi)載流子數(shù)目增加,自然電阻值降低。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻類型很多,使用區(qū)分低溫(-60~300℃)、中溫(300~600℃)、高溫(>600℃)三種,有靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、壽命長、價格低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于需要定點測溫的溫度自動控制電路,如冰箱、空調(diào)、溫室等的溫控系統(tǒng)。熱敏電阻與簡單的放大電路結(jié)合,就可檢測千分之一度的溫度變化,所以和電子儀表組成測溫計,能完成高精度的溫度測量。普通用途熱敏電阻工作溫度為-55℃~+315℃,特殊低溫?zé)崦綦娮璧墓ぷ鳒囟鹊陀?55℃,可達(dá)-273℃。2.熱敏電阻的型號我國產(chǎn)熱敏電阻是按部頒標(biāo)準(zhǔn)SJ1155-82來制定型號,由四部分組成。第一部分:主稱,用字母‘M’表示 敏感元件。第二部分:類別,用字母‘Z’表示正溫度系數(shù)熱敏電阻器,或者用字母‘F’表示負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。第三部分:用途或特征,用一位數(shù)字(0-9)表示。一般數(shù)字‘1’表示普通用途,‘2’表示穩(wěn)壓用途(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器),‘3’表示微波測量用途(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器),‘4’表示旁熱式(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器),‘5’表示測溫用途,‘6’表示控溫用途,‘7’表示消磁用途(正溫度系數(shù)熱敏電阻器),‘8’表示線性型(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器),‘9’表示恒溫型(正溫度系數(shù)熱敏電阻器),‘0’表示特殊型(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器)第四部分:序號,也由數(shù)字表示,代表規(guī)格、性能。往往廠家出于區(qū)別本系列產(chǎn)品的特殊需要,在序號后加‘派生序號’,由字母、數(shù)字和‘-’號組合而成。3.熱敏電阻器的主要參數(shù)各種熱敏電阻器的工作條件一定要在其出廠參數(shù)允許范圍之內(nèi)。熱敏電阻的主要參數(shù)有十余項:標(biāo)稱電阻值、使用環(huán)境溫度(最高工作溫度)、測量功率、額定功率、標(biāo)稱電壓(最大工作電壓)、工作電流、溫度系數(shù)、材料常數(shù)、時間常數(shù)等。其中標(biāo)稱電阻值是在25℃零功率時的電阻值,實際上總有一定誤差,應(yīng)在±10%之內(nèi)。普通熱敏電阻的工作溫度范圍較大,可根據(jù)需要從-55℃到+315℃選擇,值得注意的是,不同型號熱敏電阻的最高工作溫度差異很大,如MF11片狀負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器為+125℃,而MF53-1僅為+70℃,學(xué)生實驗時應(yīng)注意(一般不要超過50℃)。4 實驗用熱敏電阻選擇首選普通用途負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器,因它隨溫度變化一般比正溫度系數(shù)熱敏電阻器易觀察,電阻值連續(xù)下降明顯。若選正溫度系數(shù)熱敏電阻器,實驗溫度應(yīng)在該元件居里點溫度附近。例MF11普通負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)名稱 參數(shù)值 MF11熱敏電阻符號外形圖標(biāo)稱阻值(kΩ) 10~15 片狀外形 符號額定功率 (W) 0.25 材料常數(shù)B范圍(k) 1980~3630 溫度系數(shù)(10-2/℃) -(2.23~4.09) 耗散系數(shù)(mW/℃) ≥5 時間常數(shù)(s) ≤30 最高工作溫度(℃) 125 粗測熱敏電阻的值,宜選用量程適中且通過熱敏電阻測量電流較小萬用表。若熱敏電阻10kΩ左右,可以選用MF10型萬用表,將其擋位開關(guān)撥到歐姆擋R×100,用鱷魚夾代替表筆分別夾住熱敏電阻的兩引腳。在環(huán)境溫度明顯低于體溫時,讀數(shù)10.2k ,用手捏住熱敏電阻,可看到表針指示的阻值逐漸減??;松開手后,阻值加大,逐漸復(fù)原。這樣的熱敏電阻可以選用(最高工作溫度100℃左右)。幾種實用測溫傳感器 a空調(diào)內(nèi)專用溫控傳感器:熱敏元件封在銅金屬中。 b 氣溫測量傳感器二 光傳感器及光敏元件光傳感器主要由光敏元件組成。目前光敏元件發(fā)展迅速、品種繁多、應(yīng)用廣泛。市場出售的有光敏電阻器、光電二極管、光電三極管、光電耦合器和光電池等。1.光敏電阻器光敏電阻器由能透光的半導(dǎo)體光電晶體構(gòu)成 ,因半導(dǎo)體光電晶體成分不同,又分為可見光光敏電阻(硫化鎘晶體)、紅外光光敏電阻(砷化鎵晶體)、和紫外光光敏電阻(硫化鋅晶體)。當(dāng)敏感波長的光照半導(dǎo)體光電晶體表面,晶體內(nèi)載流子增加,使其電導(dǎo)率增加(即電阻減?。?。光敏電阻的主要參數(shù):◆光電流 、亮阻:在一定外加電壓下,當(dāng)有光(100lx照度)照射時,流過光敏電阻的電流稱光電流;外加電壓與該電流之比為亮阻,一般幾kΩ~幾十kΩ?!舭惦娏?、暗阻:在一定外加電壓下,當(dāng)無光( 0 lx照度)照射時,流過光敏電阻的電流稱暗電流;外加電壓與該電流之比為暗阻,一般幾百kΩ~幾千kΩ以上?!糇畲蠊ぷ麟妷海阂话銕资辽习俜!舡h(huán)境溫度:一般-25℃至 +55℃,有的型號可以-40℃至+70℃。◆額定功率(功耗):光敏電阻的亮電流與外電壓乘積;可有5mW至300mW多種規(guī)格選擇?!艄饷綦娮璧闹饕獏?shù)還有響應(yīng)時間、靈敏度、光譜響應(yīng)、光照特性、溫度系數(shù)、伏安特性等。值得注意的是,光照特性(隨光照強度變化的特性)、溫度系數(shù)(隨溫度變化的特性)、伏安特性不是線性的,如以CdS(硫化鎘)光敏電阻的光阻有時隨溫度的增加而增大,有時隨溫度的增加又變小。硫化鎘光敏電阻器的參數(shù):型號規(guī)格 MG41-22 MG42-16 MG44-02 MG45-52環(huán)境溫度(℃) -40~+60 -25~+55 -40~+70 -40~+70額定功率(mW) 20 10 5 200亮阻,100lx(kΩ) ≤2 ≤50 ≤2 ≤2暗阻, 0lx(MΩ) ≥1 ≥10 ≥0.2 ≥1響應(yīng)時間 (ms) ≤20 ≤20 ≤20 ≤20 最高工作電壓(v) 100 50 20 2502 光電二極管和普通二極管相比,除它的管芯也是一個PN結(jié)、具有單向?qū)щ娦阅芡?,其他均差異很大。首先管芯?nèi)的PN結(jié)結(jié)深比較淺(小于1微米),以提高光電轉(zhuǎn)換能力;第二PN結(jié)面積比較大,電極面積則很小,以有利于光敏面多收集光線;第三光電二極管在外觀上都有一個用有機(jī)玻璃透鏡密封、能匯聚光線于光敏面的“窗口”;所以光電二極管的靈敏度和響應(yīng)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于光敏電阻。像這么 專業(yè)的問題,現(xiàn)在應(yīng)該懂了吧,上面是好不容易打的字,要認(rèn)真看啊,希望大家可以 學(xué)習(xí)下,是 很有用的哦~我也是通過以上信息學(xué)會了怎么樣操作傳感器的原理 可以 試下哈!以上就是關(guān)于傳感器的原理的一些分享,希望對你有幫助!親的認(rèn)可是我的最大動力哦!覺得還不錯的話,可以分享給你身邊的朋友!
2015-04-13