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新型传感器3

新型传感器3
新型传感器3

教案

2010 ~2011学年第1学期

主讲教师管志光

课程名称现代新型传感器技术

课程类别专业选修课

学时及学分32学时2学分

授课班级机械071~074,物理

使用教材王元庆,机械工业出版社《新型传感器原理及应用》

系(院、部) 工程机械系

教研室(实验室) 机械电子技术教研室

课时授课计划

课次序号:03

一、课题:第二章固态光电传感器

二、课型:课堂讲授

三、目的要求:

1.掌握光电耦合器件,光电位置传感器(PSD),光电开关等;

2.了解象限探测器,自扫描光电二极管阵列。

四、重点、难点:

光电耦合器件,光电位置传感器(PSD),光电开关的应用

五、教学方法及手段:

理论讲授,在讲课过程中适当举例说明光电耦合器件,光电位置传感器(PSD),光电开关的应用,提高学生的实际解决问题的能力。

六、参考资料:

王元庆,机械工业出版社,《新型传感器原理及应用》

七、作业:

八、授课记录:

九、授课效果分析:

十、教学进程(教学内容、教学环节及时间分配等)

1、复习

2、导入课题(5分钟)

现实生活中,传感器是整个测试系统实现测试和自动控制的首要的、关键的环节。传感器技术是一个汇聚物理,化学,材料,机械,电子,生物工程等多类型交叉学科。而新型传感器是指最近十几年内研究开发出来的、已经或正在走向实用化的传感器,相对于传统的结构型传感器而言,新型传感器大部分属于物性型传感器。

3、教学内容(80分钟)

传感器与传感器技术

传感器的分类及发展趋势

传感器技术的特点及发展动向

新型传感器

4、课堂总结

总结传感器及传感器技术的相关知识及新型传感器相关效应。

5、布置作业

第一章固态光电传感器

一、光电耦合器件

光电耦合器的发光和接收元件都封装在一个外壳内, 一般有金属封装和塑料封装两种。发光元件为发光二极管,受光元件为光敏三极管或光敏可控硅。它以光为媒介,实现输入电信号耦合到输出端。常见的元器件有TIP621-4,521-4等,元件如下图。

光耦特点

1.强弱电隔离

输入输出极之间绝缘电阻很高。耐压达2000V以上。能避免输出端对输入端地线等的干扰。

2. 对系统内部噪声有很强的抑制作用

发光二极管为电流驱动元件,动态电阻很小,对系统内部的噪声有旁路作用,(滤

除噪声)。

二、光电开关

光电开关在制造业自动化包装线及安全装置中作光控制和光探测装置。可实现限位控制、产品计数, 料位检测,越限安全报警及计算机输入接口等用途。利用输出电平的状态判断有无被测物。

(a)(c)无被测物,输出高电平;有被测物,输出低电平。(b)无被测物,输出低电平;有被测物,输出高电平。

三、象限探测器

象限探测器是在同一块芯片上制成两个或四个探测器,中间有沟道将它们隔开,因而这两个或四个探测器有完全相同性能参数。当被测体位置发生变化时,来自目标的辐射量使象限间产生差异,这种差异会引起象限间信号输出变化,从而确定目标方位,同时可起制导、跟踪、搜索、定位等作用。

典型的象限探测器

四象限光电二极管四象限硅光电池

四象限光电倍增管

二象限的硅光电池

四象限精密光电方位探测器

四象限光电探测器实际由四个光电探测器构成,每个探测器一个象限,目标光信号经光学系统后在四象限光电探测器上成像,如图一般将四象限光电探测器置于光学系统焦平面上或稍离开焦平面。

当目标成像不在光轴上时,四个象限上探测器输出的光电信号幅度不相同,比较四个光电信号的幅度大小就可以知道目标成像在哪个象限上(也就知道了目标的方位),若在四象限光电探测器前面加上光学调制盘,则还可以求出像点偏离四象限光电探测器中心的距离或θ角来。

方位探测器原理

四、光敏器件阵列

光敏管阵列是将光敏管以线列或面阵形式集成在一个硅片上,将各管的同一极端

连接在一起,另一端各自单独引出,用来同时探测被测物体各部位提供的不同光信息,并将这些信息转换为电信号的器件。

由于阵列中象元相互独立,每一个象元信号的引出需要一个独立电路,因此光敏管阵列信号引出比较复杂。一般地,有多少个象元就需要多少路信号处理电路,电路越复杂,可靠性越差。

图为信号引出较简单的一种电路,电路采用多路选择开关和光敏元件的输出线相连,通过地址逻辑选择端对光敏阵列中的每一个光敏元件扫描,每一个元件均采用同一路信号处理电路,电路结构简单,该电路较适合微机应用系统。

五、自扫描光电二极管阵列(SSPD)

早期的光电二极管阵列是利用分立的光敏二极管一次排列而成,再用引线引出正负极。这种阵列规模小,应用不便。随着半导体平面工艺和MOS 工艺的成熟,在1976 年实现了将光敏二极管阵列与移位寄存器、MOS多路开关等电路集成在同一硅片上,形成自扫描光电二极管阵列。器件的外部引线大为减少,引线数与阵列所含二极管单元数无关。

阵列的各项性能指标提高,使用方便。目前国外已有系列产品,一维光电二极管阵列的光敏二极管单元数为128~4096,二维光电二极管阵列的单元数从14 ×41 到256 ×256、1200 ×400 。光电二极管阵列是当前光学多通道探测系统中使用最广的探测器之一。它具有体积小,响应时间快,积分时间可变,无滞后效应,输出噪声低,动

态范围大,光谱响应宽等优点。

电荷存贮工作原理

1.连续工作方式

图是电荷存贮的连续工作方式

当一束光照到光电二极管的光敏面上时,假设光电二极管的量子效率为η,那么光电流为

2.电荷存贮工作方式

光电二极管电荷存贮工作方式的原理

1.预充电

首先闭合开关,此时结电容Cd上的电荷

2.曝光过程

打开开关,在曝光过程上所释放的电荷

如果在曝光过程中,辐射照度和光电流都是时间的变化函数,那么所释放的电荷

式中为Ip平均光电流。同时,结电容Cd上的电压因放电而下降到Vcd,它的值

3.再充电过程

输出的峰值电压

若将上述开关K的[开]和[闭]分别用低电位[0]和高电位[1]表示,则结电容上的电压VD和输出信号VR随开关信号的变化关系如图所示。

当曝光量H达到某一数值时,光电二极管产生的光电流使结电容Cd上的全部电荷都释放掉,因此

与连续工作方式相比,在电荷存贮工作方式下负载电阻上的光电流输出信号。

式中,τ=RL?Cd为电路的时间常数。从上式可见,电荷存贮工作方式下的光电流输出信号比连续工作方式下的光电流信号大得多。定义增益

实际电荷储存原理

SSPD组件内部单元的结构图

SSPD线阵原理结构

它主要由三部分组成

N位完全相同的光电二极管数组

N个多路开关

N位数字移位缓存器

SSPD线阵的工作过程

六、光电位置传感器(PSD)

高灵敏度光电位置传感器PSD 是一种新型的光电器件, 或称为坐标光电池, 它是一种非分割型器件, 可将光敏面上的光点位置转化为电信号。当一束光射到PSD 的光敏面上时, 在同一面上的不同电极之间将会有电流流过, 这种电压或电流随着光点位置变化而变化的现象就是半导体的横向光电效应。因此利用PSD 的PN结上的横向光电效应可以来检测入射光点的照射位置。

它不像传统的硅光电探测器只能作为光电转换、光电耦合、光接收和光强测量等方面的应用; 而能直接用来测量位置、距离、高度、角度和运动轨迹等。它与阵列式图像传感器也不一样, 不像固态图像传感器的测量表面由于敏感单元有一定大小而存在死区; PSD 器件能连线检测光点的位置, 没有死区分辨力高, 适配电路简单等特点, 正日益引起人们的重视。

PSD可分为一维PSD和二维PSD。一维PSD可以测定光点的一维位置坐标,二

维PSD可测光点的平面位置坐标。

实用的一维PSD为PIN三层结构,其截面如图所示。

P层为感光面,两边各有一信号输出电极。当入射光点照射到PSD光敏面上某点时,由于在入射光点到信号电极间存在横向电势,从而从信号电极上分别得到光电流I1和I2。如果PSD表面层的电阻是均匀的,则PSD的等效电路为图b〕所示的电路。由于Rsh很大,而Cj很小,故等效电路可简化成图c) 的形式。

PSD 的单个电极输出只与光点的位置坐标x 有关,而与入射光强度无关,此时PSD 就成为仅对入射光点位置敏感的器件。Px 称为一维PSD 的位置输出信号。其基本检测和处理电路如图。

L

I I I I x A 1

21

2+-=

传感器

基于热释电红外传感器(D203S)的课程实验设计 第四组 目的: 利用D203S接收运动人体发出的红外线信号,通过外接电路每当有人通过时,指示灯就闪烁一次并且数码管就计一次数。 团队: 组长:朱永民20113943 程再兴20113959 组员:徐可乐20113939 刘旺20113937 刘夏宏20113938 刘阳20113936 李凯20113951 萧兆鑫20113953 分数分配:每人5分 热释电红外传感器(D203S)简介:

D203S由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。 在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离,一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜,它和放大电路相配合,可将信号放大70分贝以上,这样就可以测出10~20米范围内人的行动。 菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”,这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强其能量幅度。 人体辐射的红外线中心波长为9~10--um,而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为 7~10--um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。 热释电红外传感器在结构上引入场效应管,其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而

测试技术基础答案 第三章 常用传感器

第三章 常用传感器 一、知识要点及要求 (1)掌握常用传感器的分类方法; (2)掌握常用传感器的变换原理; (3)了解常用传感器的主要特点及应用。 二、重点内容及难点 (一)传感器的定义、作用与分类 1、定义:工程上通常把直接作用于被测量,能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件,称为传感器。 2、作用:传感器的作用就是将被测量转换为与之相对应的、容易检测、传输或处理的信号。 3、分类:传感器的分类方法很多,主要的分类方法有以下几种: (1)按被测量分类,可分为位移传感器、力传感器、温度传感器等; (2)按传感器的工作原理分类,可分为机械式、电气式、光学式、流体式等; (3)按信号变换特征分类,可概括分为物性型和结构型; (4)根据敏感元件与被测对象之间的能量关系,可分为能量转换型与能量控制型; (5)按输出信号分类,可分为模拟型和数字型。 (二)电阻式传感器 1、分类:变阻式传感器和电阻应变式传感器。而电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式与半导体应变片两类。 2、金属电阻应变片式的工作原理:基于应变片发生机械变形时,其电阻值发生变化。金属电阻应变片式的的灵敏度v S g 21+=。 3、半导体电阻应变片式的工作原理:基于半导体材料的电阻率的变化引起的电阻的变化。半导体电阻应变片式的的灵敏度E S g λ=。 (三)电感式传感器 1、分类:按照变换原理的不同电感式传感器可分为自感型与互感型。其中自感型主要包括可变磁阻式和涡电流式。 2、涡电流式传感器的工作原理:是利用金属体在交变磁场中的涡电流效应。 (四)电容式传感器 1、分类:电容式传感器根据电容器变化的参数,可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。 2、极距变化型:灵敏度为201δ εεδA d dC S -==,可以看出,灵敏度S 与极距平方成反比,极距越小灵敏度越高。显然,由于灵敏度随极距而变化,这将引起非线性误差。 3、面积变化型:灵敏度为常数,其输出与输入成线性关系。但与极距变化型相比,灵敏度较低,适用于较大直线位移及角速度的测量。 4、介质变化型:可用来测量电介质的液位或某些材料的厚度、湿度和温度等;也可用于测量空气的湿度。 (五)压电式传感器 1、压电传感器的工作原理是压电效应。

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 1.1什么是传感器?(传感器定义) 解:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用? 解:传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系,所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种:静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性,它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性,它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 1.3传感器由哪几部分组成?说明各部分的作用。 解:传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分,调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分,如书中图1.1所示。 1.4传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意 义?动态参数有那些?应如何选择? 解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。意义略(见书中)。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等,应根据被测非电量的测量要求进行选择。 1.5某位移传感器,在输入量变化5mm时,输出电压变化为300mV,求其灵敏度。 解:其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 1.6某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、

环境监测传感器的工作原理及设计

环境监测传感器的工作原理及设计 今天为大家介绍一项国家发明授权专利——基于拉曼效应的环境监测传感器以及环境检测方法。该专利由青岛中一监测有限公司申请,并于2018年8月24日获得授权公告。 内容说明本发明属于环境监测传感器技术领域,具体涉及一种基于拉曼效应的环境监测传感器以及一种环境检测方法。 发明背景随着工业的迅速发展,环境污染也在日趋严重。在环境监测过程中,人们发现环境中的污染物对环境中的微生物生存和代谢都产生了很大的影响。由于微生物的多样性、敏感性,决定了微生物能够对环境中多种污染情况做出多种反应,同时也能反映出环境污染的历史状况。因此,对环境中微生物进行检测,对于监测环境污染情况、评价环境质量状况具有很重要的意义。这种环境监测主要是对环境液体中的微生物进行检测,尤其是水体的质量。例如:用大肠菌群的数量作为水体质量的指标,利用鼠伤寒沙门氏杆菌的组氨酸缺陷变株的回复突变(即“艾姆氏试验法”)检测水体的污染状况以及食品、饮料、药物中是否含有致癌变、致畸变、致突变毒物等。 但是,在现有的环境监测过程中,对环境中微生物检测采取的是现场采样、实验室培养、实验室鉴定分析的方法,存在检测时间长、成本高、效率低等问题,而且由于没有及时检测样品,中途发生的变化以及样品传输过程中的污染都会影响到检测结果的客观性。因此,开发出快速检测环境中微生物的方法以及仪器显得尤为重要。 现有的高精密拉曼光谱传感系统主要采用显微镜、激光系统、单色系统、检测系统等部分组成,结构复杂,设备庞大,不利于现场检测。手持式拉曼光谱仪精度不高,稳定性不够,只能对少量表面无污染的固体大分子材料进行定性分析,特别是一些能够产生荧光的物质及微生物样品,容易受到背景荧光的严重干扰,无法进行测试。共振拉曼光谱虽然能够提高拉曼光谱灵敏度,但是仅能在少数分子和特定波长的激光上具有相匹配的电子吸收能级,也容易干扰特征物的拉曼光谱。此外,现有的拉曼光谱仪都是将激光发射模块与接收模块做成一体式,也就是激光发射通道与接收通道共同,这样容易造成干扰。因此,对于

玻璃感应门安装

三、玻璃感应门安装 安装工艺:地面导轨安装→安装横梁→将机箱固定在横梁→安装门扇→调试。 一)材料要求 1、自动门产品,应按设计规定在工厂制作或在市场上按设计要求进行选购。 2、安装材料: 膨胀螺栓、螺栓、射钉、焊条、抹布、小五金等。 二)主要机具、工具 1、主要机具 冲击电钻、射钉枪、电焊机、丝锥等。 2、主要工具 常用电工工具、灰线包、吊线坠、扳手、手锤、钢卷尺、毛刷、水平尺、靠尺、扫帚等。 三)作业条件 1、检查自动门上部吊挂滚轮装置的预埋钢板位置是否正确,如有偏移,应及时进行处理。 2、自动门各种零配件质量应符合现行国家标准、行业标准的规定,并按设计要求选用。不得使用不合格产品 3、门框、门扇和其他装饰件运至现场后,应放在仓库内,妥为保管,搬运中不得受撞击变形。并应防止水泥、石灰浆或其他酸碱物质污染门的表面。 4、安排好安装脚手架和安装的安全设施。 四)施工操作工艺 1、安装地面导向轨 自动门一般在地面上马庄导向性轨道,异型薄壁钢管自动门在地面上设滚轮导向铁件。 地面施工时,应准确测定内外地面的标准高度,作可靠标志:然后按设计图规定的尺寸放出下面导向装置的位置线,预埋滚轮导向铁件或预埋槽口木条。槽口木条采用50mm×70mm方木其长度为开启门宽的两倍。 2、安装横梁 自动门上部机箱18槽钢,槽钢与墙体上预埋钢板连接支撑机箱层。因此,

预埋钢板(-8mm×150mm×150mm)必须埋设牢固。预埋钢板与横梁槽钢联结要牢固可靠。安装横梁下的上导轨时,应考虑门上盖的装拆方便。一般可采用活动条密封,安装后不能使门受到安装应力。 1、调试 自动门安装后,多探测传感系统和机电装置进行反复调试,将感应灵敏度、探测距离、开闭速度等调试至最佳状态,以满足使用功能。 五)质量标准 1、主控项目 (1)自动门的质量和各项性能符合设计要求。 检验方法:检查生产许可证、产品合格证和性能检测报告。 (2)自动门的品种、类型、规格、尺寸、开启方向、安装位置及反腐处理应符合设计要求。 检验方法:观察、尺量检查、检查进场验收记录和隐蔽工程验收记录 (3)带有机械装置、自动装置或智能化装置的自动门,其机械装置自动装置或智能化装置的功能应符合设计要求和有关标准的规定。 检验方法:启动机械装置、自动装置或智能化装置,观察。 (4)自动门的安装必须牢固。预埋件的数量、位置、埋设方式、与框的链接方式必须符合设计要求。 检验方法:观察、手板检查、检查隐蔽工程验收记录。 (5)自动门的配件应齐全,位置应正确,安装应牢固,功能应满足使用要求和自动门的各项性能要求。 检验方法:观察、手板检查、检验产品合格证书、性能检查报告和进场验收记录。 2、一般项目 (1)自动门的表面装饰应符合设计要求。检验方法:观察。 (2)自动门的表面应洁净,无划痕、碰伤。检验方法:观察。 (2)推拉自动门安装的缝线值、允许偏差。 六)成品保护 1、自动门在搬运和安装过程中,应有防护装置,并避免碰撞。

第3章 常用传感器

第3章 常用传感器 ■ 传感器的定义(GB7665-87) 能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 ■ 传感器的组成 ● 敏感元件:如压电式加速度计中的质量块、应变式力传感器中的弹性元件等。 ● 转换元件:如压电式加速度计中的压电晶片、应变式力传感器中的应变片等。 ● 其他元件:壳体、引线等。 ■ 传感器的分类 ● 按被测量的属性分:位移、速度、加速度、力、压力、流量、温度等传感器。 ● 按传感器的工作原理分:电阻式、电感式、电容式、压电式、磁电式、光电式等。 ● 按信号转换特征分:结构型传感器、物性型传感器。 ● 按传感器输出参量的状态分:模拟传感器、数字传感器。 ● 按工作时是否需要外部能源分:参量型传感器、发电型传感器。 3.1 电阻式传感器 将被测量的变化转换成电阻变化的传感器。分为: ● 变阻器式 ● 电阻应变式 ● 敏感电阻式(热敏电阻、气敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻、光敏电阻等) 3.1.1 变阻器式传感器 1. 工作原理 图3-1 变阻器式传感器 a) 工作原理 b) 分压式测量线路 Sx R x x R p p o == (3-1) (常数). const A dx dR S o === ρ (3-2) 变阻器式传感器的静态灵敏度理论上为常数,输出电阻o R 的变化与输入位移x 的变化成线性比例关系——零阶系统。 变阻器式传感器一般后接分压式测量电路(图3-1b )。输出o e 与输入位移x 的关系为: s p L p p o e x x R R x x e )1(1 -+= (3-3) 负载特性:由于测量电路后面还要连接各种信号调理电路,即连接一定的负载,使得输出电压

传感器习题答案

1-7 已知某温度计测量范围0~200℃,检测测试其最大误差 4max =?Y ℃,求其满度相对误差,并根据精度等级标准判断精度等级。 解:Y FS =200-0=200 由A=ΔA/Y FS *100%有 A =4/200*100%=2%。 精度特级为2.5级。 1-11:解:(1)切线法: 1 2 1 1 ,02 1 2/1)0()1(21 21 +===+===+?=-x y y x b x y x dx dy x dx dy 则当设 线性度: %1.10%10025 .0,02525.0,5.00 21 )1(21)0() 12 1 (1.max .max 21=??= =-=?=<-+=?>+-+=?-S F L S F Y y Y y x x dx y d x x x y δ则时, 端基法:

1 )26(2 62 3,5.0+-=-===x y k y x 则则 线性度: % 526.2,1067596.50, 2373.022474.05.0)26(]1)26[(13max .=?=?=?==?-=+--+=?-L S F y dx y d x Y x x y δ求导得:同理: 最小二乘法:设y=kx+b 61237 .047328.034205.021909.010488.0025.016.009.004.001.002247 .11832.11401.10954.10488.115.04.03.02.01.002xy x y x 9945 .04835.0:9945.0) (64835 .0) (6625 .2)(55.0,75167.16922.6,5.12 2 2 2 2 2 2 +==-?-?= =--?======∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑x y x x xy x y x a x x y x xy k x x xy y x 求得则 线性度:% 50.210063.60694.0) 9945.04835.0(13 =?=?=+-+=?-L y x x x y δ时,同理求得: 1-12:解:

避雷器在线监测传感器

避雷器在线监测传感器 技术领域 本发明属于防雷器件技术领域,具体是一种避雷器在线监测传感器。 背景技术 现有的避雷器漏电流传感器采用光纤传输数据时,采用电压信号传输的方式,传输的电压信号和漏电流成比例,由于信号幅值不恒定,存在传输距离短、效率低等问题。同时,现有的电子式避雷器漏电流传感器一般采用外供电源方式,外供电源方式当雷电进入时会有被打坏的可能;采用电池供电时,由于电池有一定寿命,需要定时更换。 发明内容 本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合光纤传输的,达到一定距离、一定效率、无需外供电源的避雷器漏电流传感器。 为实现上述目的,本发明通过以下技术方案来实现: 一种避雷器漏电流传感器,包括全电流回路输入接口IN+/IN-、自取电源电路、漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路和电光转换器;所述自取电源电路直接和输入接口IN+和IN-相连,串接在全电流回路中,IN+和IN-之间没有电流即避雷器没有漏电流时,不产生电源,有漏电流时,有电源电压;所述漏电流取样电路的取样电阻串接在全电流回路中;所述取样电阻的电流经精密积分电路后作为电压比较电路的一个输入端电压,电压比较电路的电源连接自取电源电路的输出电源;电压比较器的输出端经过驱动电路连接光电转换器的输入端。 是所述自取电源电路的核心电路包括串接的精密稳压管Q1和Q2;Q2的阴极通过电阻连接IN+,Q1的阳极连接IN-,取样电阻串接在Q1的阳极连接IN-之间;Q2的阴极端为自取电源电路的输出电源端。 所述精密积分电路包括精密电阻R3、精密可调电阻R4、比较器和电容C5;所述R3和R4并联后连接在比较器的反相输入端与IN-之间;比较器的同相输入端连接在Q1阳极端;C5连接在比较器的反相输入端与输出端之间。 所述电压比较电路包括运算放大器U1B,U1B的反相输入端连接在Q2的阳极端,U1B的同相输入端连接比较器的输出端,U1B的输出端即为电压比较电路的输出端。 所述光电转换器是发光二级管LED;驱动电路是NMOS管Q3,Q3的栅极G连接电压比较电路的输出端,漏极D连接LED的阴极端,源极S连接Q1阳极端;LED的阳极端连接比较器的输出端。 LED两端并接一个电感L1和二极管D3;D3的阳极端与LED的阴极端连接,D3的阴极端与LED的阳极端连接。

位置传感器标准 y

山东欧凯机电设备有限公司企业标准 Q/OKB005-2011 KHX24矿用本安型位置传感器

目 次 前言..............................................................................................................................................................II 1范围. (1) 2 规范性引用文件 (1) 3型式及型号 (1) 4技术要求 (2) 5试验方法 (4) 6检验规则 (6) 7 标志、包装、运输和贮存 (7)

前 言 本标准由山东欧凯机电设备有限公司负责起草。 本标准由山东欧凯机电设备有限公司负责解释。 本标准主要起草人:左增民、李诚新、陈井明 本标准于2011年05月01日首次发布,2011年05月01日实施。

Q/OKB005-2011 K H X24矿用本安型位置传感器 1范围 本标准规定了KHX24矿用本安型位置传感器(以下简称位置传感器)的型式、型号及基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于煤矿用KHX24矿用本安型位置传感器。(此设备为简单设备。) 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而构成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 191-2000 包装储运图示标志 GB/T2423.1-2008 电工电子产品环境试验第2部分 试验方法 试验A:低温 GB/T2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分 试验方法 试验B:高温 GB/T2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分 试验方法 试验Db:交变湿热 GB/T2423.10-2008 电工电子产品环境试验第2部分 试验方法 试验Ea和导则:振动(正弦) GB/T2423.5-1995 电工电子产品环境试验 第2部分 试验方法 试验Fc和导则:冲击 GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求 GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i” GB 4208-2008外壳防护等级(IP代码) GB 13306-1991 标牌 GB 13384-1992 机电产品包装通用技术条件 MT 209-1990 煤矿通讯、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 MT 210-1990 煤矿通讯、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 AQ 1043-2007 矿用产品安全标志标识 3型式及型号 3.1型式 3.1.1防爆型式:矿用本质安全型。 3.1.2防爆标志为ExibI。 3.2型号命名和编制方法如下:

第3章安全系统检测常用传感器

第三章安全检测常用传感器 1. 传感器的分类温度传感器 物理量传感器压力传感器 按输入量(被测对象)分类化学量传感器位移传感器 生物量传感器 从传感器的转换原理来说:结构型、物性型 按转换元件的能量转换方式:有源型(能量转换型)和无源型(能量控制型或参数型) 按输出信号的形式传感器可分为:开关式、模拟式和数字式 按输入、输出特性传感器可分为:线性和非线性 2. 结构型传感器:电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器 2.1电阻应变式传感器:利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化,从而实现电测非电量 的传感器(原理基于电阻应变效应) 2.1.1 电阻应变效应:电阻材料的电阻值随机械变化的物理现象 2.1.2 压阻效应:电阻材料受到载荷作用产生应力时、其电阻率发生变化的物理现象 2.1.3 金属材料的电阻率相对变化正比于体积的相对变化 2.1.4 金属材料的应变电阻效应:金属材料的电阻相对变化与其线应变ε成正比 2.1.5 应变灵敏度系数:K s=(1+2μ)+πE 2.1.6 应变片测量应变的基本原理:外力作用而引起的轴向应变,将导致电阻丝的电阻 成比例地变化,通过转换电路可将这种电阻变化转换为电信号输出 2.1.7 电阻应变计:把应变丝制成栅状的应变敏感元件 2.1.8 电阻应变片(简称应变片)由敏感栅、基底、覆盖层、引线和粘合剂构成 2.1.9按加工方法,可以将应变片分为以下四种:丝式应变片、箔式应变片、半导体应 变片、薄膜应变片 按敏感栅的材料,可将应变计分为金属应变计和半导体应变计两大类 2.1.10电阻应变片静态特性:灵敏度系数、机械滞后、蠕变、应变极限 2.1.10.1横向效应:将直的金属丝绕成敏感栅后,虽然长度相同,但应变状态不 同,应变片敏感栅的电阻变化较直的金属丝小,其灵敏系数降低了 的现象 2.1.10.2应变计的零漂:粘贴在试件上的应变计,在温度保持恒定、不承受机械 应变时,其电阻值随时间而变化的特性 2.1.10.3应变计的蠕变:如果在一定温度下,使其承受恒定的机械应变,应变计 电阻值随时间而变化的特性 2.1.10.4应变极限:在恒温条件下,使非线性误差达到10%时的真实应变值 2.1.11应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。通常要 求为50~100MΩ以上 2.1.12最大工作电流:不影响应变片工作特性的最大电流 2.1.12.1工作电流大,输出信号就大,灵敏度也就高 2.1.13应变片的温度效应(也称温度误差):由温度变化引起应变计输出变化的现象 2.1.1 3.1电阻应变片的温度补偿:应变片自补偿、法桥路补偿法、热敏电阻补偿 法 2.1.14电桥平衡条件。根据此条件可分为以下三种情况:(1)对输出端对称(2)对 电源端对称(3)全等臂电桥结构 2.1.15差动全桥的灵敏度是单臂电桥的4倍,是双臂差动电桥的2倍 2.2 电容式传感器:将被测非电量转换为电容变化的装置

最新传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)三部分组成。 2.在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的(1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

机器人的位置检测传感器

机器人的位置检测传感器 测量可变位置和角度,即测量机器人关节线位移和角位移的传感器是机器人位置反馈控制中必不可少的元件。常用的有电位器、旋转变压器、编码器等。其中编码器既可以检测直线位移,又可以检测角位移。下面是几种常用的位置检测传感器。1、光电开关2、编码器3、旋转变压器。二、机器人速度、角速度传感器:1、编码器对任意给定的角位移,编码器将产生确定数量的脉冲信号,通过统计指定时间(dt)内脉冲信号的数量,就能计算出相应的角速度。dt越短,得到的速度值就越准确,越接近实际的瞬时速度。但是,如果编码器的转动很缓慢,则测出的速度可能不准。通过对控制器的编程,将指定时间内脉冲信号的个数转化为速度信息就可以计算出速度。2、测速发电机测速发电机是一种把输入的转速信号转换成输出的电压信号的机电式信号元件,它可以作为测速、校正和解算元件,广泛应用于机器人的关节测速中。3、位置信号微分如果位置信号中噪音较小,那么对他进行微分来求取速度信号不仅可行,而且很简单。为此,位置信号应尽可能连续,以免在速度信号中产生大的脉动。所以,建议使用薄膜式电位器测量位置,因为绕线式电位器的输出时分段的,不适合微分。然而,信号的微分总是会有噪音的,应该仔细处理。三、机器人接触觉传感器:机器人接触觉传感器是用来判断机器人是否接触物体的测量传感器。传感器输出信号常为0或1,最经济适用的形式是各种微动开关。常用的微动开

关由滑柱、弹簧、基板和引线构成,具有性能可靠、成本低、使用方便等特点。接触觉传感器不仅可以判断是否接触物体,而且还可以大致判断物体的形状。一般传感器装在末端的执行器上,除了微动开关外,接触觉传感器还采用碳素纤维及聚氨基甲酸脂为基本材料构成触觉传感器。机器人与物体接触,通过碳素纤维与金属针之间建立导通电路,与微动开关相比,碳素纤维具有更高触电安装密度、更好的柔性、可以安装在机器手的曲面手掌上。四、机器人接近觉传感器、机器人接近觉传感器能感知相距几毫米到几时厘米内对象物或障碍物的距离、对象物的便面性质等的传感器,其目的是在接触对象前得到必要的信息,以便后续动作。接近觉传感器有许多不同的类型,如电磁式、涡流式、霍尔效应式、光学式、超声波式、电感式和电容式等等。五、机器人姿态传感器:姿态传感器是用来检测机器人与地面相对关系的传感器,当机器人被限制在工厂的地面时,没有必要安装这种传感器,如大部分工业机器人。但当机器人脱离了这个限制,并且能够自由的移动,如移动机器人,安装姿态传感器就成必要了。典型的姿态传感器是陀螺仪,他利用高速旋转物体(转子)经常保持一定姿态的性质。转子通过一个支撑它的,被称为万向接头的自由支持机构,安装在机器人上。机器人围绕着输入轴仅转过一个角度。在速率陀螺仪中,加装了弹簧。卸掉这个弹簧后的陀螺仪成为速率积分陀螺仪,此时输出轴以角速度旋转,且此角速度与围绕输入轴的转角速度成正比。姿态传感器设置在机器人的躯干部分,它用来检测移动中的躯干部分,它用来你

传感器课后答案解析

第1章概述 1.什么是传感器 传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 传感器的共性是什么 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。 传感器由哪几部分组成的 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 传感器如何进行分类 (1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。 传感器技术的发展趋势有哪些 (1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化 改善传感器性能的技术途径有哪些 (1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制(5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 什么是传感器的静态特性描述传感器静态特性的主要指标有哪些 答:传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 传感器输入-输出特性的线性化有什么意义如何实现其线性化 答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是:切线或割线拟合,过零旋转拟合,端点平移来近似,多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为时输出最大且为. 非线性误差略 正反行程最大偏差Hmax=,所以γH=±%=±%=±% 重复性最大偏差为Rmax=,所以γR=±=±%=±% 什么是传感器的动态特性如何分析传感器的动态特性 传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即输出对随时间变化的输入量的响应特性。

传感器及检测技术

习题一概论p16 1.测试系统一般是怎样构成的? ①传感器将被测物理量转换成以电量为主要形式的电信号; ②信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工; ③显示与记录部分将所测信号变为一种能为人们所理解的形式,以供人们观测和分析。 2.什么是测量误差?测量误差有几种表示方法? 测量误差:人们在进行各种实际测量时,尽管被测量在理论上存在真值,但由于客观实验条件的限制,被测量的真值实际上是测不到的,因而测量结果只能是真值的近似值,这就不可避免地存在着测量误差。 测量误差有:绝对误差、相对误差、引用误差。 3.测量误差按出现规律可分为几种?它们与准确度与精密度有什么关系? ①按出现规律可分为:系统误差、随机误差、粗大误差 ②准确度表示测量结果中系统误差的大小。系统误差越小,准确度越高,即真一民实际 值符合的程度越高。 精密度表示测量结果中随机误差大小的程度。随机误差越小,测量值越集中,表示精密度越高。 精确度是测量结果系统误差与随机误差的综合。表示测量结果与真值的一致程度。精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高,表示正确度和精密度越高,意味着系统误差和随机误差都小。 4.产生系统误差的常见原因有哪些?常用的减小系统误差的方法有哪些? ①产生系统误差的主要原因: ●仪器的制造、安装或使用方法不正确; ●环境因素影响(温度、湿度、电源等); ●测量原理中使用近似计算公式;

●测量人员不良读数习惯 ②减小系统误差的方法: ●发现判断:实验对比、残余误差观察、准则检测 ●减少消除:修正、特殊测量法(替代、差值、误差补偿、对称观察) 5.传感器有哪些几部分组成? 敏感元件、转换元件、转换电路 6.按传感器的工作机理、能量转换方式、输入量及测量原理四种方法,传感器分别是如何分 类的? ①按工作机理分: ●电参数式传感器(如电阻式、电感式和电容式); ●压电式传感器; ●光电式传感器; ●热电式传感器。 ②按能量转换方式分: ●能量控制型传感器(如电阻、电感、电容式) ●能量转换型传感器(如基于压电效应、热电效应传感器) ③按输入量分: 力传感器、位移传感器、温度传感器 ④按测量原理分: ●电路参量式传感器(包括电阻式、电感式、电容式) ●电动势式传感器(包括磁电感应式、霍尔式、压电式) ●光电式传感器(包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式) ●半导体式传感器 习题二温度检测p35 7.温度检测主要有哪几种方法及它们是怎样分类的? 温度检测方法分为:接触测量法,非接触测量法。 接触式包括:热膨胀式(如水银、双金属、液体或气体压力); 热电偶; 热电阻(铂电阻、铜电阻、半导体热敏电阻)。

位置传感器与位移传感器的区别-CST

位置传感器与位移传感器的区别 位置传感器 位置传感器可用来检测位置,反映某种状态的开关,和位移传感器不同。位置传感器有接触式和接近式两种。 接触式传感器的触头由两个物体接触挤压而动作,常见的有行程开关、二维矩阵式位置传感器等。行程开关结构简单、动作可靠、价格低廉。当某个物体在运动过程中,碰到行程开关时,其内部触头会动作,从而完成控制,如在加工中心的X、Y、Z轴方向两端分别装有行程开关,则可以控制移动范围。二维矩阵式位置传感器安装于机械手掌内侧,用于检测自身与某个物体的接触位置。 接近开关是指当物体与其接近到设定距离时就可以发出“动作”信号的开关,它无需和物体直接接触。接近开关有很多种类,主要有自感式、差动变压器式、电涡流式、电容式、干簧管、霍尔式等。 接近开关在数控机床上的应用主要是刀架选刀控制、工作台行程控制、油缸及汽缸活塞 霍尔效应和电视绕线,复合传到塑料使得生产出的产品在恶劣环境下也能进行可靠位置传感。 霍尔传感器是利用霍尔现象制成的传感器。将锗等半导体置于磁场中,在一个方向通以电流时,则在垂直的方向上会出现电位差,这就是霍尔现象。将小磁体固定在运动部件上,当部件靠近霍尔元件时,便产生霍尔现象,从而判断物体是否到位。 位移传感器 位移检测的传感器主要有脉冲编码器、直线光栅、旋转变压器、感应同步器等。 脉冲编码器是一种角位移传感器,它能够把机械转角变成电脉冲。脉冲编码器可分为光电式、接触式和电磁式三种,其中,光电式应用比较多。 直线光栅是利用光的透射和反射现象制作而成,常用于位移测量,分辨力较高,测量精度比光电编码器高,适应于动态测量。 在进给驱动中,光栅尺固定在床身上,其产生的脉冲信号直接反映了拖板的实际位置。用光栅检测工作台位置的伺服系统是全闭环控制系统。 旋转变压器是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机。旋转变压器由定子和转子组成,具体来说,它由一个铁心、两个定子绕组和两个转子绕组组成,其原、副绕组分别放置在定子、转子上,原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关。

手机中的主要传感器,详细版!

第六章手机中的传感器 第一节手机中的磁控传感器 一、手机中的干簧管传感器 二、手机中的霍尔传感器 第二节手机中的光线传感器 一、光敏三极管的外形及符号 二、光敏三极管的工作原理 三、光敏三极管在手机中的应用 四、手机光线传感器电路详解 第三节手机中的触摸传感器 一、电阻式触摸屏 二、电容式触摸屏 第四节手机中的摄像头 一、手机摄像头的工作原理 二、手机摄像头的结构 三、图像传感器 四、手机摄像头电路详解 第五节手机中的电子指南针 一、电子指南针工作原理 二、电子指南针电路 第六节手机中的三轴陀螺仪 一、三轴陀螺仪工作原理 二、三轴陀螺仪的应用 三、iphone手机中的三轴陀螺仪 手机中的重力传感器 补充:重力传感器 距离传感器 温度传感器

本章导读 随着技术的进步,手机已经不再是一个简单的通信工具,而是具有综合功能的便携式的电子设备。你可以用手机听音乐,看电影,拍照等。手机变得无所不能。在这种情况下,各种传感器在手机中的应用应运而生。 本章主要介绍了几种典型的传感器及其在手机中的应用,如磁控传感器、光线传感器、触摸传感器(触摸屏的典型应用)、图像传感器(手机摄像头的应用)、磁阻传感器(电子指南针)、加速传感器(iphone4的三轴陀螺仪)等。这些传感器的应用为智能手机增加感知能力,使手机能够知道自己做什么,甚至做什么的动作。 知识目标 1、了解各种传感器的工作原理; 2、掌握各种传感器功能的熟练使用; 3、了解传感器电路的功能、特点; 4、能够识别手机中使用的各种传感器电路。 技能目标 1、能简单判断各传感器电路的故障; 2、了解传感器的特性及性能; 3、能够识别传感器实物并排除简单故障。

传感器课后答案

第一章 1、何为传感器及传感技术? 人们通常将能把被测物理量或化学量转换为与之有对应关系的电量输出的装置称为传感器,这种技术被称 为传感技术。 2、传感器通常由哪几部分组成?通常传感器可以分为哪几类?若按转换原理分类,可以分成几类? 传感器通常由敏感元件、传感元件和其他辅助元件组成,有时也把信号调节和转换电路、辅助电源作为传 感器的组成部分。 传感器一般按测定量和转换原理两种方法进行分类。 按转换原理分类可以分为能量转换型传感器和能量控制型传感器。 3、传感器的特性参数主要有哪些?选用传感器应注意什么问题? 传感器的特性参数:1 静态参数:精密度,表示测量结果中随机误差大小的程度。 正确度,表示测量结果中系统误差大小程度。 准确度,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。 稳定度、鉴别度、分辨力、死区、回程误差、线性误差、零位误差等。 动态参数:时间常数t:在恒定激励理 第二章 1、光电效应有哪几种?与之对应的光电器件和有哪些? 光电传感器的工作原理基于光电效应。 光电效应总共有三类:外光电效应(光电原件有:光电管、光电倍增管等、内光电效应(光敏电阻)、光生 伏特效应(光电池、光敏二极管和光敏三极管) 2、什么是光生伏特效应? 光生伏特效应:在光线的作用下能使物体产生一定方向电动势的现象。 3、试比较光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管的性能差异,并简述在不同的场和下应选用哪种器 件最为合适。 光敏二极管:非线性器件,具有单向导电性。(PN 结装在管壳的顶部,可以直接爱到光的照射)通常处于 反向偏置状态,当没有交照射时,其反向电阻很大反向,反向电流很小,这种电流称为暗电流。当有光照 射时,PN 结及附近产生电子-空穴对,它们的反向电压作用下参与导电,形成比无光照时大得多的反向电 流,该反向电流称为光电流。 不管硅管还是锗管,当入射光波长增加时,相对灵敏度都下降。,因为光子能量太小不足以激发电子-空穴 对,而不能达到PN 结,因此灵敏度下降。 探测可见光和赤热物时,硅管。对红外光进行探测用锗管。光敏三极管:有两个PN 结,比光敏二极管拥有更高的灵敏度。 光敏电阻:主要生产的光敏电阻为硫化镉。 7、简述光纤的结构和传光原理。光纤传感器有哪些类型?他们之间有什么区别?

玻璃微熔传感器优缺点

简介: 优点:新型玻璃微熔压力传感器,采用美国加州理工大学专利的新型玻璃微熔技术,将17-4PH低碳钢通过高温玻璃粉将硅应变计烧结在腔体的背面,腔体由17-4PH不锈钢整体车出来,适应高压力过载,能有效抵御瞬间压力冲击。无充油、无隔离膜片,可测带有少量杂质的流体介质;不锈钢整体结构,无“O”型密封圈,绝无泄漏隐患。高压型可测600MPa(6000bar),产品高精度型可做到0.075%。 缺点:小量程测量难度较大,一般测量范围在100kPa以上,因此可在所有量程在100kPa以上、已使用扩散硅压力传感器场所替代传统扩散硅压力传感器,在要求高压、高精度测量场所的优势更加明显。 详细: 基于MEMS(微机电)技术的压力传感器,它是建立在微米/纳米基础上,在单晶硅片上刻融制作惠斯登电桥(Wheatstone bridge)组成的硅应变计,具有输出灵敏度高,性能稳定,批量可靠性、重复性好等优点。 先进的工艺 经500℃以上高温熔化玻璃,将硅应变片烧结在17-4PH不锈钢传感弹性体上,弹性体受压变形后产生电信号,由带微处理器的数字补偿放大电路进行放大,经数字软件进行全智能温度补偿,输出标准信号。在标准净化生产过程中,参数严格受控,避免了温度、湿度及机械疲劳的影响,具有频响高、工作温度宽等特点,保证了传感器在工业恶劣环境中使用的长期稳定性。 智能数字温度补偿电路将温度变化划分为若干小区间,每一个小区间的零位和补偿值都被分别写入补偿电路中,在使用中,这些值被写入受温度影响的模拟量输出路径中,每一个温度点都是该变送器的“校准温度”。 传感器数字电路针对射频、电磁干扰、浪涌电压的工况进行精心设计,具有抗干扰能力强,供电范围宽、极性保护等特点。 可靠的结构 压力腔体采用进口17-4PH不锈钢整体加工,无"O"型圈、无焊缝,无泄漏隐患。传感器过载能力为200%FS,破坏压力为500%FS,适应高压力过载。针对液压系统可能产生的瞬间压力突变,传感器内置阻尼保护装置,能有效抵御瞬间压力冲击。

第三章常用感器

第三章 常用传感器 (一)填空题 1、 属于能量控制型的传感器有 等,属于能量转换型的传感器有 等(每个至少举例两个)。 2、 金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在于:前者利用 引起的电阻变化,后者利用 变化引起的电阻变化。 3、 为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减小外部条件变化对测量精度的影响,实际应用时常常采用 工作方式。 4、 压电式传感器的测量电路(即前置放大器)有两种形式: 放大器和 放大器,后接 放大器时,可不受连接电缆长度的限制。 5、 涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁场中的 效应。 6、 磁电式速度计的灵敏度单位是 。 7、 压电式传感器是利用某些物质的 而工作的。 (二)选择题 1、 电阻应变片的输入为 。 (1)力 (2) 应变 (3)速度 (4)加速度 2、 结构型传感器是依靠 的变化实现信号变换的。 (1)本身物理性质 (2)体积大小 (3)结构参数 (4)电阻值 3、 不能用涡流式传感器进行测量的是 。 (1)位移 (2)材质鉴别 (3)探伤 (4)非金属材料 4、 变极距面积型电容传感器的输出与输入,成 关系。 (1)非线性 (2)线性 (3)反比 (4)平方 5、 半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是 。 (1)长度 (2)截面积 (3)电阻率 (4)高通 6、 压电式传感器输出电缆长度的变化,将会引起传感器的 产生变化。 (1)固有频率 (2)阻尼比 (3)灵敏度 (4)压电常数 7、 在测量位移的传感器中,符合非接触测量,而且不受油污等介质影响的是 传感器。 (1)电容式 (2)压电式 (3)电阻式 (4)电涡流式 8、 自感型可变磁阻式传感器,当气隙δ变化时,其灵敏度S 与δ之间的关系是:S = 。 (1)δ1 k (2)δk (3)2-δk (4)2--δk 9、 光电倍增管是利用 效应制成的器件。 (1)内光电 (2)外光电 (3)光生伏特 (4)阻挡层 (三)判断对错题(用√或×表示) 1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。( ) 2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器( ) 3、 压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。( ) 4、 磁电式速度拾振器的上限工作频率取决于其固有频率。( )

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