传感器与检测技术论文

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环境监测及传感器应用论文

环境监测及传感器应用论文

环境监测及传感器应用论文环境监测及传感器应用是一个广泛的研究领域,涵盖了从空气质量、水质、土壤质量到噪音、光照等多个方面的监测和传感器应用。

本文将重点讨论环境监测及传感器应用的重要性、现有技术和未来发展趋势。

首先,环境监测及传感器应用在许多领域都扮演着重要的角色。

例如,在城市规划和建设领域,对城市空气质量、噪音水平和交通拥堵等进行监测可以帮助提高城市的宜居性和可持续性发展。

在农业领域,通过监测土壤质量、水质和气象因素,可以优化农作物的生长条件,提高农产品的产量和质量。

此外,环境监测及传感器应用还在天气预报、应急响应和自然资源保护等方面起着关键的作用。

现有的环境监测及传感器应用技术主要分为两大类:传统传感器和新兴传感器技术。

传统传感器主要包括气象站、水质分析仪器和土壤检测设备等。

这些传感器通常基于物理原理,通过测量特定参数如温度、湿度、光照强度和化学浓度来监测环境质量。

新兴传感器技术则更加创新和多样化。

例如,基于光纤传感器的监测系统能够实时监测水中的污染物浓度和水质变化,而无线传感网络则可以构建大规模的环境监测系统,实现分布式数据采集和处理。

未来,环境监测及传感器应用将面临多个发展趋势。

首先,随着物联网技术的发展,传感器将逐渐与互联网和云计算相结合,实现环境数据的远程传输、存储和分析。

这将使得环境监测的范围更广泛,并帮助制定更为精准的环境保护政策和措施。

其次,新材料的应用将推动环境传感器的发展。

例如,纳米技术的应用可以制备更小、更敏感的传感器,实现对微观环境的监测。

此外,智能传感器和机器学习等技术的结合,将使得环境监测系统更加智能化和自适应性,提高数据质量和数据分析的准确性。

最后,传感器的成本和能耗也将随着技术的发展而不断下降,从而推动大规模环境监测网络的建设和应用。

总之,环境监测及传感器应用在各个领域都具有重要的作用,并且未来发展前景广阔。

通过传统传感器和新兴传感器技术的结合,利用物联网、智能传感器和机器学习等新技术的应用,可以构建更为精准、可靠的环境监测系统,为环境保护和可持续发展提供支持。

新型传感器论文

新型传感器论文

脉冲式光电新型传感器前言传感器技术是探测与获取外界信息的重要手段,在当代科学技术中占有十分重要的地位。

随着测量、控制及信息技术的发展,传感器作为这些领域里的一个重要构成因素,被视为 90 年代的关键技术之一受到普遍重视,其应用几乎渗透到每一个角落。

由于利用某一原理可以作出检测各种不同对象的传感器,而对于同一物理量又可以用很多不同原理的传感器来检测,故而传感器的种类繁杂。

正是这么众多的传感器品种,反映出传感器在当今科学技术中活跃的程度。

深入研究传感器的原理和应用,对于社会生产、经济交往、科学技术和日常生活中自动测量和自动控制的发展,以及人类观测研究自然的深度和广度都有重要的实际意义。

现在,所有以计算机为基础的测控系统,都需要传感器提供赖以作出实时决策的数据。

随着系统的自动化程度和复杂性的增加,对传感器的精度、可靠性和响应,要求的越来越高。

而许多传统的传感器,在使用上已经很难再做进一步改善来满足对他们的高要求,特别在缩小体积、减轻重量等方面几乎已无潜力可挖。

因此,近些年来,国际上在传感器技术方面,开展了许多探索性的预研工作,非常明显的发展趋势是:沿用传统的作用原理和某些新效应,优先使用晶体材料(硅、石英、蓝宝石、陶瓷等),采用微机械加工技术和微电子技术,从传统的结构设计转向微机械加工工艺的微结构设计,研制开发出各种机理的集成化、数字化和智能化新型传感器及其系统。

1、传感器的定义传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受( 或响应) 与检出功能, 并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。

传感器一般被认为由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成, 有时还需外加辅助电源[1]。

传感器可以直接接触被测对象, 也可以不接触。

通常对传感器设定了许多技术要求, 有一些是对所有类型传感器都适用的, 也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。

针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度、抗干扰的稳定性、线性、容易调节、高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长、可重复性、抗老化、高响应速率、抗环境影响、互换性、低成本、宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作范围等。

检测与传感器技术结课论文

检测与传感器技术结课论文

红外传感器及其应用班级:******姓名:******学号:******机电工程学院目录1.什么是红外线 (1)2.什么是红外传感器 (1)3.红外传感器的工作原理 (1)4.红外传感器的分类 (3)5.红外传感器的应用 (3)6.红外传感器的发展前景 (5)前言在科技高度发达的今天,自动控制和自动检测在人们的日常生活和工业控制所占的比例也越来越重,使人们的生活越来越舒适,工业生产的效率越来越高。

而传感器是自动控制中的重要组成部件,是信息采集系统的重要部件,通过传感器将感受或响应的被测量转换成适合输送或检测的信号(一般为电信号),再利用计算机或者电路设备对传感器输出的信号进行处理从而达到自动控制的功能,由于传感器的响应时间一般都比较短,所以可以通过计算机系统对工业生产进行实时控制。

红外传感器是传感器中常见的一类,由于红外传感器是检测红外辐射的一类传感器,而自然界中任何物体只要其稳定高于绝对零度都将对外辐射红外能量,所以红外传感器称为非常实用的一类传感器,利用红外传感器可以设计出很多实用的传感器模块,如红外测温仪,红外成像仪,红外人体探测报警器,自动门控制系统等。

在我们日常的生活中红外线传感器也是非常的常见,比如我们生活中的各种遥控器,以及电脑使用的鼠标等等,都用到了红外线传感器,所以红外线传感器在先到生活中是不可或缺的一种产品。

1.红外线简介我们都知道,光有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,这些都是我们用肉眼可以看得见的光,红外光是居这些可见光之外的一种光。

红外线就是这种不可见光,实质上是一种电磁波,也称红外热辐射。

太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm。

红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm之间。

所有的物体都会发出红外线,都会产生红外辐射,甚至有些动物就是靠红外线来识别物体。

毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》

毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》

摘要摘要在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。

由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。

这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。

它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。

光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

关键字:光电元件传感器分类传感器应用摘要ABSTRACTThe photoelectric transducer adopts the photoelectric component as the transducer measuring the component. It changes the change measured into a change of the optical signal at first, then further change the optical signal into an electric signal through the photoelectric component. The photoelectric transducer is generally made up of light source, optical thorough fare and photoelectric component three parts. The photoelectric detection method has precision high, reacts fast, advantage of exposed to ing etc.s, and can examine the parameter more,the transducer is of simple structure, the form is flexible, so, it is very extensive that the photoelectricity type transducer is employed in measuring and controlling. The photoelectric transducer realizes the key component that the photoelectricity changes in various photoelectric detection systems, it change into electric device of signal optical signal (infrared can seeing and purple other ray radiation). The photoelectricity type transducer is regarded photoelectric device as and changed the transducer of the component. It was not electric consumption that it caused the light quantity to change directly that it can be used for measuring, only strong, illuminance, radiation examine warmly, the gas composition is analyzed etc.; Other ones that can also be used and measured and can change into a light quantity and change are not the electric consumption such as part diameter, surface roughness, meets an emergency, the displacement, vibration, pace, acceleration, and the form of object, discernment of working state,etc.. The photoelectricity type transducer is not exposed to, respond the fast, reliable characteristic of performance, so won extensive application in the industrial automation device and machine philtrum. In recent years, new Devices photoelectric constantly emerge, especially CCD picture the births of transducer, transducers photoelectric the further to last chapter innovated to turn on.Keywords:Photoelectric component Transducer classification Application of transducer目录第一章绪论 (1)1.1 传感器发展史 (1)1.2光电传感概述 (2)第二章光电传感器基本原理 (3)2.1 光电效应 (3)2.2 光电元件及特性 (3)2.3 光电传感器 (6)第三章 CCD传感器 (11)3.1 光固态图象传感器 (11)3.1.1 CCD的结构和基本原理 (11)3.1.2 线型CCD图像传感器 (12)3.1.3 面型CCD图像传感器 (13)3.2 C CD图像传感器应用 (15)3.2.1 工件尺寸检测 (15)3.2.2 CCD传感器在公共交通上的应用 (16) 第四章光纤传感器 (17)4.1 光纤传感器的原理和组成 (17)4.2 光纤传感器的类型及特点 (17)4.3 光纤传感器的应用领域 (18)4.4 光纤传感器(FOS)应用原理 (20) 4.5 光纤传感器的实际应用 (21) 4.5.1 光纤液位传感器 (22)4.5.2 电力工业中的应用 (22)第五章其它光电传感器 (25)5.1 高速光电二极管 (25)5.1.1 PIN结光电二极管 (25)5.1.2 雪崩光电二极管(APD) (26) 5.2 色敏光电传感器 (26)5.3 光位置传感器 (27)第六章总结与展望 (29)6.1 总结 (29)6.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (33)第一章绪论 1第一章绪论1.1 传感器发展史传感技术的发展经历了三个阶段,即结构型传感器、物性型传感器和智能型传感器,其测量技术、方法和特点的发展历程见表1。

毕业论文—起亚-狮跑传感器的检测与维修

毕业论文—起亚-狮跑传感器的检测与维修

毕业论文(设计)课题名称起亚狮跑传感器的检测与维修姓名 _____ _系部机电工程系班级 ______ 汽修大专081班______ 学号_____ D0******* _指导教师姓名_____ _答辩时间_____ 2011.05.30 _起亚-狮跑传感器的检测与维修摘要:本文对起亚汽车发动机控制系统中常用的传感器作了简介,并就起亚汽车各系列轿车中发动机有关传感器故障产生的原因及对汽车发动机的影响,提出了检测、维护方法。

以及对现代汽车传感器的发展趋势作了介绍。

关键字:起亚狮跑;传感器;检测;维修。

目录第一章引言 (3)第二章发动机常见传感器及作用 (6)第三章氧感器的故障与检测 (12)(1)氧传感器的作用及其故障原因(2)氧传感器的故障诊断第四章迈腾1.8 TSI轿车自动空调系统检修案例 (15)第五章现代汽车传感器的发展趋势 (17)结束语 (18)参考文献第一章引言东风悦达起亚汽车有限公司系由东风汽车公司、江苏悦达投资股份有限公司、韩国起亚自动车株式会社共同组建的中外合资轿车制造企业。

主产品SOUL秀尔、Forte福瑞迪、赛拉图/赛拉图欧风、RIO锐欧、狮跑、K5、智跑系列车型均引自韩国起亚,以先进技术精心打造,竞争力极强。

随着国内汽车消费市场的扩大以及人们用车理念的日益多元化,要更好地应对不断变化的市场,必须有更新、更全面的产品矩阵。

2007年12月8日,东风悦达起亚第二工厂正式投产。

新工厂总投资68亿人民币,建筑面积364,792平方米,员工逾3,100人,具备年产30万辆整车的产能规模。

随着第二工厂的投产,东风悦达起亚至2011年将具备年产43万辆的产能,成为一家大型现代化、综合性乘用车制造企业。

秉承“挑战、精诚、和合、超越”的企业理念,东风悦达起亚全体员工将以顾客至上为宗旨,不断挖掘企业蓬勃的创造力,在“激情超越梦想”的品牌精神鼓舞下,向中国消费者奉献安全环保、超越期望的汽车产品以及完善的售后服务,为消费者创造更美好、更便捷的汽车生活。

烟雾浓度传感器毕业论文

烟雾浓度传感器毕业论文

烟雾浓度传感器毕业论文烟雾浓度传感器毕业论文引言:随着经济和科技的不断发展,人们生活水平的提高和环境意识的增强,对于空气质量的关注度也日益增加。

空气中的烟雾是环境污染的一种重要指标,对人体健康和环境产生着严重的影响。

因此,研究和开发一种有效的烟雾浓度传感器对于监测和控制空气质量具有重要意义。

一、烟雾浓度传感器的原理与结构烟雾浓度传感器是一种能够检测和测量空气中烟雾浓度的装置。

其工作原理主要基于燃烧过程中产生的烟雾微粒对光的散射作用。

传感器中包含了一个光源和一个光敏元件,当光线经过烟雾区域时,烟雾微粒会散射部分光线,被光敏元件捕获并转换为电信号。

通过测量转换后的电信号的强度,可以推算出空气中的烟雾浓度。

二、烟雾浓度传感器的性能评价指标1. 灵敏度:传感器对于不同浓度的烟雾的响应程度。

2. 线性范围:传感器能够检测的烟雾浓度的范围。

3. 稳定性:传感器对于环境温度、湿度等因素的变化是否具有稳定的测量性能。

4. 响应时间:传感器检测到烟雾并转换为电信号所需的时间。

5. 精度:传感器所测量的烟雾浓度与实际浓度之间的误差。

三、烟雾浓度传感器的设计与优化根据烟雾浓度传感器的原理和性能评价指标,可以针对不同需求设计和优化传感器结构。

以下是一些常见的设计与优化方法:1. 光源选择:选用较高亮度的光源,以提高检测的精度和稳定性。

2. 光路设计:通过优化传感器的光路,减少光线的散射和吸收,提高检测的灵敏度和线性范围。

3. 光敏元件选择:选用对特定波长的光敏元件,以提高传感器的灵敏度。

4. 信号处理:对传感器输出的电信号进行适当的滤波和放大,以提高信噪比和测量的精度。

四、烟雾浓度传感器的应用前景随着人们对空气质量的关注度不断提高,烟雾浓度传感器的应用前景广阔。

传感器可以应用于室内空气质量监测、火灾报警系统、工业环境监测等领域,为人们提供高质量的环境条件和安全保障。

同时,随着人工智能和物联网技术的不断发展,烟雾浓度传感器也可以与其他传感器和设备进行无线联网,实现更智能、高效的环境监控和预警系统。

传感器课程设计(论文)

传感器课程设计(论文)

第1章绪论1.1 传感器的定义能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

1.2 温度传感器的组成通常,温度传感器由敏感元件和转换元件组成。

但是由于温度传感器输出信号一般都很微弱,需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式。

随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的信号调节与转换可以安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。

因此,信号调节与转换电路以及所需电源都应作为传感器的组成部分。

常见的信号调节与转换电路有放大器、电桥、振荡器、电荷放大器等,它1.3 传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。

根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。

被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。

大多数传感器是以物理原理为基础运作的。

化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。

1.3.1 传感器按照其用途分类压力敏和力敏传感器位置传感器液面传感器能耗传感器速度传感器加速度传感器射线辐射传感器热敏传感器24GHz雷达传感器1.3.2 传感器按照其原理分类振动传感器湿敏传感器磁敏传感器气敏传感器真空度传感器生物传感器等。

传感器技术论文范文

传感器技术论文范文

传感器技术论文范文传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。

这是店铺为大家整理的传感器技术论文范文,仅供参考!传感器技术论文范文篇一传感器及其概述摘要传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。

目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。

【关键词】传感器种类新型1 前言传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。

人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。

因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。

通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。

2 传感器的分类按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。

3 常见传感器介绍3.1 电阻应变式传感器电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。

应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成。

敏感元件也叫敏感栅。

其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。

在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。

电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。

汽车电子与传感器及检测论文Microsoft Word 文档

汽车电子与传感器及检测论文Microsoft Word 文档

汽车电子与传感器及检测摘要:现代汽车电子从所应用的电子元器件到车内电子系统的架构均已进入了一个有本质性提高的新阶段。

其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。

它担负着发动机的燃油喷射、电子点火、怠速控制、进气控制、废气再循环、蒸汽回收及底盘部分的传动、行驶、转向、制动、电子悬架和车身部分的防盗、中央门锁、自动空调等汽车各大电子控制系统的信息采集和传输,是电子控制系统中非常重要的元件。

如果没有它的正常工作,汽车就不可能正常地行驶。

本文介绍了汽车用传感器作用、结构、原理、检测方法和它与电控系统的联系。

关键词:传感器汽车电子电控系统近几年来我国汽车工业增长迅速,发展势头很猛。

电子信息技术已经成为新一代汽车发展方向的主导因素,传感器在汽车上的使用越来越多,整个电控系统都是在传感器的基础上得以进行的。

其中最有代表性的核心器件之一就是智能传感器。

一、汽车电子已经经历的几个发展阶段:从分立电子元器件搭建的电路监测控制,经过了电子元器件或组件加微处理器构筑的各自独立的、专用的、半自动和自动的操控系统,现在已经进入了采用高速总线(目前至少有5种以上总线已开发使用),统一交换汽车运行中的各种电子装备和系统的数据,实现综合、智能调控的新阶段。

新的汽车电子系统由各个电子控制单元(ECU)组成,可以独立操控,同时又能协调到整体运行的最佳状态。

例如为使发动机处于最佳工作状态,就需要从吸入汽缸的空气流量、进气压力的测定开始,再根据水温、空气温度等工作环境参数计算出基本喷油量,同时还要通过节气门位置传感器检测节气门的开度,确定发动机的工况,进而控制,调整最佳喷油量,最后还需要通过曲轴的角速度传感器监测曲轴转角和发动机转速,最终计算出并发出最佳点火时机的指令。

这个发动机燃油喷射系统和点火综合控制系统还可以与废气排放的监控系统和起动系统等组合,构筑成可使汽车发动机功率和扭矩最大化,而同时燃油消耗和废气排放最低化的智能系统。

二、汽车发展对汽车电子的一些基本要求:1.电子操控系统的动作必须快速、正确、可靠。

传感器与检测技术的论文(2).

传感器与检测技术的论文(2).

传感器与检测技术自动化李传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。

一、传感器的组成传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。

①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。

②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。

③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。

二、传感器的分类1、按被测量对象分类(1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。

(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。

2、传感器按工作机理(1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。

(2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。

3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。

4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。

5、按传感器能量源分类(1)无源型:不需外加电源。

而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型;(2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。

6、按输出信号的性质分类(1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF);(2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性;(3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。

传感器的发展及应用 (论文)

传感器的发展及应用 (论文)

传感器的发展及应用【摘要】传感器技术作为信息技术的三大基础之一,在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。

而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段。

它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。

传感器处于研究对象与测控系统的接口位置,一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。

本文展望了现代传感器技术的发展和应用前景。

总结了传感器技术的发展方向。

【关键词】传感器技术;传感器发展方向;传感器网络一.传感器技术传感器是指能感受规定的被测量,通常被测量是非电物理量,输出信号一般为电量。

并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

我国国家标准(GB7665-2005)对传感器的定义是:“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。

(一)传感器的发展历史传感技术大体可分3代,第1代是结构型传感器。

它利用结构参量变化来感受和转化信号。

例如:电阻应变式传感器,它是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。

第2代传感器是70年代开始发展起来的固体传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成的。

如:利用热电效应、霍尔效应、光敏效应,分别制成热电偶传感器、霍尔传感器、光敏传感器等。

7 0年代后期,随着集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术的发展,出现集成传感器。

集成传感器包括2种类型:传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。

例如:电荷耦合器件(CCD),集成温度传感器AD590,集成霍尔传感器UGN3501等。

这类传感器主要具有成本低、可靠性高、性能好、接口灵活等特点。

集成传感器发展非常迅速,现已占传感器市场的2/3左右,它正向着低价格、多功能和系列化方向发展。

第3代传感器是80年代刚刚发展起来的智能传感器。

传感器论文参考文献

传感器论文参考文献
智能家居中传感器技术的应用与挑战
该文献分析了智能家居中传感器技术的应用现状和挑战,探讨了未来智能家居传感器技术的发展趋势 。
医疗卫生
基于生物传感器的医疗卫生监测技术研究
该文献介绍了生物传感器在医疗卫生领域的应用,探讨了生物传感器的原理、特 点及其在医疗卫生监测中的重要作用。
医疗卫生领域中智能传感器的应用与挑战
光电式传感器
利用电阻值随被测物理 量的变化而变化的原理 ,具有结构简单、线性 度好、稳定性高等特点 。
利用电容值随被测物理 量的变化而变化的原理 ,具有灵敏度高、动态 响应好、非接触测量等 优点。
利用自感或互感系数的 变化来测量物理量,具 有测量精度高、抗干扰 能力强等特点。
利用压电材料的压电效 应,将被测物理量转换 为电信号输出,具有体 积小、重量轻、频响宽 等优点。
学位论文
01
李华. "智能传感器技术研究." 博士学位论文, 北京大学, 2021.
02
王刚. "基于MEMS传感器的微型化设计." 硕士学位论文, 清 华大学, 2020.
03
张红. "生物传感器在环境监测中的应用." 硕士学位论文, 中 国科学院研究生院, 2019.
会议论文
"智能传感器技术及应用." 在 中国仪器 仪表学会年会, 2020.
06
传感器论文写作方法与技巧
Chapter
选题策略及创新点挖掘
紧跟研究前沿
关注传感器领域的最新研究动态,从学术期刊、会议论文、专利等渠道获取最新信息, 分析当前研究热点和趋势。
挖掘创新点
在充分了解前人工作的基础上,寻找研究的空白点和不足之处,提出自己的创新点和研 究假设。

生物传感器技术的发展与应用(论文)

生物传感器技术的发展与应用(论文)

生物传感器技术的发展与应用摘要生物传感器(biosensor)对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。

是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。

生物传感器具有接受器与转换器的功能。

生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。

在未来21世纪知识经济发展中,生物传感器技术必将是介于信息和生物技术之间的新增长点,在国民经济中的临床诊断、工业控制、食品和药物分析(包括生物药物研究开发)、环境保护以及生物技术、生物芯片等研究中有着广泛的应用前景。

1.1 生物传感器概述生物传感器是一个非常活跃的研究和工程技术领域,它与生物信息学、生物芯片、生物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起,处在生命科学和信息科学的交叉区域。

它们的共同特征是:探索和揭示出生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律,探讨应用于人类经济活动的基本方法。

生物传感器技术的研究重点是:广泛地应用各种生物活性材料与传感器结合,研究和开发具有识别功能的换能器,并成为制造新型的分析仪器和分析方法的原创技术,研究和开发它们的应用。

生物传感器中应用的生物活性材料对象范围包括生物大分子、细胞、细胞器、组织、器官等,以及人工合成的分子印迹聚合物(molecularly imprinied polymer,MIP)。

由于研究DNA分子或蛋白质分子的识别技术已形成生物芯片(DNA芯片、蛋白质芯片)独立学科领域,本文对这些领域将不进行讨论。

生物传感器研究起源于20世纪的60年代,1967年Updike和Hicks把葡萄糖氧化酶(GOD)固定化膜和氧电极组装在一起,首先制成了第一种生物传感器,即葡萄糖酶电极。

电磁传感器的原理与应用论文

电磁传感器的原理与应用论文

电磁传感器的原理与应用1. 介绍电磁传感器是一种能够将电磁能量转化为可感知、处理和输出的信号的设备。

它们在许多领域中有着广泛的应用,包括工业自动化、无人驾驶汽车、生物医学、环境监测等。

本论文将介绍电磁传感器的原理和一些常见的应用。

2. 电磁传感器的原理电磁传感器的工作原理基于电磁感应现象,即通过电磁场的变化来感知和测量目标物体的性质和状态。

电磁传感器通常由以下几个主要部件组成:2.1 电磁场发生器电磁场发生器是电磁传感器的能量源,它能产生强大的电磁场。

常见的电磁场发生器包括电磁线圈和电磁铁。

2.2 传感元件传感元件是电磁传感器的核心部件,它能够感知和测量电磁场的变化。

常见的传感元件包括磁敏电阻、霍尔传感器、电感和电容等。

2.3 信号处理器信号处理器负责接收传感元件产生的信号,并进行滤波、放大和处理等操作,以获得目标物体的参数和状态。

2.4 输出器输出器根据信号处理器处理后的结果,产生相应的输出信号,以供用户使用。

常见的输出器包括指示灯、蜂鸣器和数字显示器等。

3. 电磁传感器的应用电磁传感器在许多领域中都有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:3.1 工业自动化在工业自动化领域中,电磁传感器被广泛用于测量、检测和控制。

例如,电磁传感器可以用于检测设备的运行状态、测量液体的流量和温度、检测零件的位置和方向等。

3.2 无人驾驶汽车电磁传感器在无人驾驶汽车领域中起着重要作用。

它们能够感知周围的环境,包括路面状况、障碍物、车辆和行人等,以帮助车辆做出正确的决策和行驶。

3.3 生物医学电磁传感器在生物医学领域中有着广泛的应用。

例如,它们可以用于检测人体内部的温度、血压和心率等生理参数,以及控制医疗设备的运行状态。

3.4 环境监测电磁传感器可以用于环境监测,如气象预报、空气质量监测以及水质和土壤监测等。

通过感知和测量电磁场的变化,可以及时监测环境的变化和污染程度。

4. 总结本论文介绍了电磁传感器的原理和一些常见的应用领域。

传感器论文

传感器论文

传感器论文文章一:传感器在环境监测中的应用摘要:传感器在环境监测中起着重要的作用。

本文将从传感器的分类、原理以及在环境监测中的应用等方面进行综述。

通过对传感器的研究,可以更好地了解环境,保护生态环境。

引言:随着工业化进程的推进,环境问题已经成为全球关注的热点。

为了保护生态环境、预防和解决环境污染问题,传感器被广泛应用于环境监测中。

传感器具有监测范围广、可靠性高以及成本较低等特点,可以实时收集环境信息,为环境保护和治理工作提供数据支持。

一、传感器的分类传感器根据应用领域可以分为生物传感器、化学传感器、物理传感器和气体传感器等。

生物传感器主要用于生物领域,如生物医学和生物分析等。

化学传感器常用于环境监测中,可以检测空气中的有害物质。

物理传感器用于测量和监测物理量,如温度、压力和光强等。

气体传感器主要用于检测和测量气体成分和浓度。

二、传感器的原理传感器主要通过感知环境中的信息,并将其转化为电信号输出。

传感器一般由传感器元件和信号处理电路组成。

传感器元件负责感知环境信息,信号处理电路负责处理传感器元件输出的信号。

三、传感器在环境监测中的应用传感器在环境监测中有着广泛的应用。

例如,空气质量监测中常常使用气体传感器,可以监测和测量空气中的有害气体成分和浓度。

水质监测中可以使用化学传感器,检测水中的有毒物质和污染物。

土壤监测中可以使用物理传感器,测量土壤温度、湿度以及土壤中的有害物质含量。

此外,还可以利用传感器监测噪声、振动和辐射等环境参数。

四、传感器的优势和挑战传感器在环境监测中具有许多优势,如监测范围广、精度高、响应速度快等。

然而,传感器也面临着一些挑战,如灵敏度受环境条件影响、寿命有限以及准确度不高等。

结论:传感器在环境监测中发挥着重要的作用。

通过对传感器的分类、原理和应用等方面的综述,可以更好地了解传感器在环境监测中的作用和意义,为环境保护和治理提供数据支持。

文章二:传感器在智能交通系统中的应用摘要:传感器在智能交通系统中的应用,可以提高交通管理的效率和安全性。

传感器与测试技术论文

传感器与测试技术论文

传感器与测试技术论文传感器与检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,这是店铺为大家整理的传感器与测试技术论文,仅供参考!传感器与测试技术论文篇一传感器与自动检测技术教学改革探讨摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。

针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。

本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。

1.重理论,轻实践该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。

2.教学模式单一该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。

传感器论文(现代传感器的特点与用途)

传感器论文(现代传感器的特点与用途)

传感器课程论文课程名称:现代传感器的特点及用途学校:南京信息工程大学学院:电子和信息工程学院专业:电子信息工程系姓名:学号:日期:2010年12月19日现代传感器的特点及用途摘要:本学期我学习了传感器和检测技术,通过一段时间的学习,从中了解到了许多以前不知道的事情,以下是自己通过老师的讲解所获得的一点感受。

传感器技术是现代科技的前沿技术,是现代信息技术的三大支柱之一,其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。

传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业,它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。

革开放20多年来,我国的传感器技术及其产业取得了长足进步,主要表现在:一是建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地;二是MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点;三是在“九五”国家重点科技攻关项目中,传感器技术研究取得了51个品种86个规格的新产品;四是初步建立了敏感元件和传感器产业,2000年总产量超过13亿只,品种规格已有近6000种,并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定使用。

关键词:感受重要标志传感器产业高技术产业发展前途目录1. 微型化(Micro) (4)1.1 由计算机辅助设计(CAD)技术和微机电系统(MEMS) (4)技术引发的传感器微型化1.2 微型传感器使用现状 (5)2. 智能化(Smart) (5)2.1 智能化传感器的特点 (5)2.2 智能化传感器的发展和使用现状 (6)3. 多功能传感器(Multifunction)3.1 多功能传感器的执行规则和结构模式 (7)3.2 多功能传感器的研制和使用现状 (8)4. 无线网络化(wireless networked) (9)4.1 传感器网络 (9)4.2 传感器网络研究热点问题和关键技术 (10)4.3 传感器网络的使用研究 (10)5. 结语 (13)1. 微型化(Micro)为了能够和信息时代信息量激增、要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致,对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格;和此同时,传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程,因此还要求传感器必须配有标准的输出模式;而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求,所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代;后者主要由硅材料构成,具有体积小、重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。

传感器技术论文

传感器技术论文

传感器技术论文传感器是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转化为有用信号的器件或装置。

这是店铺为大家整理的传感器技术论文,仅供参考!传感器技术论文篇一常用传感器技术浅析传感器是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转化为有用信号的器件或装置。

传感器的静态特性主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度。

本文将从这些方面对物理传感器、光纤传感器、仿生传感器、红外传感器、电磁传感器等传感器件进行对比浅析,让读者对常用的传感器有简单的认识。

【关键词】传感器器件静态特性传感器是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。

对于传感器来说,按照输入的状态,输入可以分成静态量和动态量。

我们可以根据在各个值的稳定状态下,输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。

传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。

传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。

动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。

通常,传感器接收到的信号都有微弱的低频信号,外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号,因此消除串入的噪声就成为了一项关键的传感器技术。

1 物理传感器通过对作用过程中的物理反馈,如对电流的变化、压力的增减、温度的高低等物理量的检测,然后把这些特定的物理量转化为我们方便处理的信号变量,就是我们所说的物理传感器。

常用的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。

我们以常用的光电式传感器为例,它可以把光信号转变成为电信号,也可以把其他的物理信号转变成光信号。

它的原理是利用物质的光电效应:由于光照的作用,物质上的载流子会发生变化,从而导致物质的内部的电位发生变化,改变物质整体的导电性。

物理传感器在现实生活中有着非常广泛的应用,举个简单的使用在生物医学的研究领域的示例。

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2301436245传感器与检测技术论文1、传感器的定义、组成、分类及基本特征。

传感器源自“感觉”一词。

人类的“五官”可以说就是最原始的传感器。

它是一种能够感受被测量信息同时又能够将感受到的被测量信息按照一定的规律转换或电、信号或其他所需形式的信号输出,以达到便于传输、处理、显示和控制等目的的检测装置。

从各行各业到日常生活,传感器几乎是无处不在,无处不用,其主要作用就是信息的采集和获取。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。

因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。

传感器也称为变换器、换能器、变松器、发送器与探测器等,由于传感器元件的输出信号往往都非常微弱,传感器在除敏感元件两大组成部分之外,所以还必须加入转换电路以便对弱小的信号进行放大。

另外,还应有辅助电源,以供传感器和转换电路工作。

随着集成电路技术在传感器应用中的深入,传感器的各个组成部分可以集成在同一半导体芯片上,构成集成传感器。

传感器种类众多,原理各异分类方式也不尽相同。

按输入被测量进行分类,一般可分为速度传感器、温度传感器、位移传感器、压力传感器等。

这种分类方法直接反应了检测的目的;按输出量形式可分为数字传感器与模拟传感器两类;按工作机理可分为结构型和物性型;按转换原理可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式、热点式传感器等;按信息的传递方式可分为能量转换传感器与能量控制型传感器两类。

随着计算机辅助设计,辅助制造技术,集成电路技术和微机械电子系统技术等新技术以及新工艺、新材料的应用,出现了精度更高,性能更优、用途更广的现代传感器。

现代化传感器正在向智能化、集成化、多功能化方向发展。

传感器有其基本特性,可分为静态特性和动态特性。

静态特性是指静态信号作用下的输出输入关系特性,而所谓动态特性是指动态信号下的输入输出关系特性。

衡量传感器其静态特性优劣的重要性能指标线是性灵敏度、迟滞、重复性、分辨率与稳定性。

传感器它是一种能够感受被测量信息的,在检测系统中传感器有着广泛的应用,现代自动检测是以计算机技术为核心,以传感器技术为基础构成的。

检测系统的各个组成部分是以信息流的过程进行划分的。

传感器处于整个系统的第一个环节,其作用是将直接感受到的被测量转换为容易进行测试的电信号或其他所需形式的信号。

检测技术是科学实验中必不可少的手段。

任何一项现代自然科学成就或技术发明,总是通过检测技术获取大量准确的数据。

检测技术能够涉及的测量范围与能够达到的测量精度,很大程度上决定着现代科技进步的深度与广度。

如在国防科技中,没有检测技术,导弹发射与卫星上天是不可能的。

利用检测技术处理获取的数据信息,能对产品的质量和性能做出客观的评价,为工艺人员进行制造工艺提供依据。

在现在大工业生产中,如果没有检测技术,新设备的研制以及复杂工艺流程的具体实现是不可能的。

传感器的应用作为自动检测的首要环节,进行正确的选用是首先要考虑的。

在选用传感器时,不能片面追求其线性度好、灵敏度高、迟滞小、重复性优、分辨力强,而是应该根据检测的具体要求和条件,保证主要性能指标满足要求即可,即选用时应遵循下列几项原则:考虑检测系统内部的要求;考虑检测系统外部的条件;考虑传感器自身的技术指标。

传感器作为感知、获取和检测信息的窗口,提供着人类赖以进行判断、决策与处理所必需的原始数据。

若没有它,测量难以转换为电信号,其他仪表和装备也就失去了存在的意义。

虽然目前自动检测和自动控制技术正经历着重大变革,但缺少传感器一切都是无法实现的。

2.传感器技术状的发展现状我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后,随着国民经济信息化进程的加快,之后又进入持续快速发展的新时期。

这个时期电子信息产业的主要特征表现为:一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产,装备制造与系统集成,硬件制造与软件制造,工业生产与信息服务相结合的现代信息产业;二是产业结构,产品结构,企业结构,运行机制,管理模式等方面发生了深刻变化;三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业,是新世纪的战略产业,为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。

传感器技术及其产业的特点是:基础、应用两头依附;技术、投资两个密集;产品、产业两大分散。

基础、应用两头依附,是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。

敏感机理千差万别,敏感材料多种多样,工艺设备各不相同,计测技术大相径庭,没有上述四块基石的支撑,传感器技术难以为继。

应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术,其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用,才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。

也即发展传感器技术要以市场为导向,实行需求牵引。

技术、投资两个密集技术密集是指传感器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。

它是多种高技术的集合产物。

由于技术密集也自然要求人才密集。

投资密集是指研究开发和生产某一种传感器产品要求一定的投资强度,尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时,更要求较大的投资。

增加投资和正确的投资方向是提高传感器产业水平的主要条件之一,也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。

产品、产业两大分散,产品结构和产业结构的两大分散是指传感器产品门类品种繁多,生产、研究单位分布在除地方外有12个部委(电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等),其应用渗透到各个产业部门,它的发展既是各产业发展的推动力。

只有按照市场需求,不断调整产业结构和产品结构,才能实现传感器产业的全面、协调、持续发展。

在国家的支持下,“八五”以来,我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。

在学术交流方面,1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC“89首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今,固定每两年召开一次,每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。

目前,其论值组织机构为:“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。

3.光电式传感器的工作原理、测量电路、应用。

理论基础——光电效应光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。

外光电效应是指在光照射下,电子逸出物体表面的外发射的现象,也称光电发射效应,基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象,称为光电导效应,大多数光电控制应用的传感器,如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都属于内光电效应类传感器。

外光电效应光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大,电子会克服束缚逸出表面,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应。

根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。

假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。

根据能量守恒定律:式中,m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,w 为逸出功。

由上式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是hv>w 。

由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。

相应的波长为式中,c 为光速,w 为逸出功。

● 内光电效应当光照射到半导体表面时,由于半导体中的电子吸收了光子的能量,使电子从半导体表面逸出至周围空间的现象叫外光电效应。

利用这种现象可以制成阴极射线管、光电倍增管和摄像管的光阴极等。

半导体材料的价带与导带间有一个带隙,其能量间隔为Eg 。

一般情况下,价带中的电子不会自发地跃迁到导带,所以半导体材料的导电性远不如导体。

但如果通过某种方式给价带中的电子提供能量,就可以将其激发到导带中,形成载流子,增加导电性。

光照就是一种激励方式。

当入射光的能量hν≥Eg ( Eg 为带隙间隔)时,价带中的电子就会吸收光子的能量,跃迁到导带,而在价带中留下一个空穴,形成一对可以导电的电子——空穴对。

这里的电子并未逸出形成光电子,但显然存在着由于光照而产生的电效应。

因此,这种光电效应就是一种内光电效应。

从理论和实验结果分析,要使价带中的电子跃迁到导带,也存在一个入射光的极限能量,即Eλ=hν0=Eg,其中ν0是低频限(即极限频率ν0=Egh)。

这个关系也可以用长波限表示,即λ0=hcEg 。

入射光的频率大于ν0或波长小于λ0时,才会发生电子的带间跃迁。

当入射光能量较小,不能使电子由价带跃迁到导带时,有可能使电子吸收光能后,在一个能带内的亚能级结构间(即图1中每个能带的细线间)跃迁。

光电器件及其特性 ● 光敏电阻 1)光敏电阻又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。

这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。

这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

2)光敏电阻的伏安特性测量图1 光敏电阻伏安特性测试电路w hv -=2mv 21whc K =λ(1)按原理图1连接好实验线路,将光源用的标准钨丝灯和光敏电阻板置测试架中,电阻盒以及转接盒插在九孔板中,电源由DH -VC3直流恒压源提供。

(2)通过改变光源电压或调节光源到光敏电阻之间的距离以提供一定的光强,每次在一定的光照条件下,测出加在光敏电阻上电压U 为+2V 、+ 4V 、+6V 、+8V 、+10V 时5个光电流数据,即Ω=K U I R ph 00.1,同时算出此时光敏电阻的阻值phR p I U U R -=。

以后逐步调大相对光强重复上述实验,进行5~6次不同光强实验数据测量。

在一定光强下,光敏电阻的光电流与光电压成线性关系,随电压的增大二增大,并且,光强越大,其增长越快。

● 光敏二极管1)光敏二极管也叫光电二极管。

光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN 结,具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压。

无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止。

当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。

当光线照射PN 结时,可以使PN 结中产生电子一空穴对,使少数载流子的密度增加。

这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增加。

因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。

2)光敏二极管的伏安特性测量图2 光敏二极管特性测试电路(1)按原理图2接好实验线路,将光电二极管板置测试架中、电阻盒置于九孔插板中,电源由DH -VC3直流恒压源提供,光源电压0~12V (可调)。

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