传感器原理及种类介绍
传感器的分类和原理
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一传感器的分类1、按被测量(或传感器的用途)分类如被测量为温度、压力、流量、位移、速度等时,则感应的传感器分别称为温度传感器等…还有热量、比热容,压差、力、力矩、应力、质量、振幅、频率、加速度、噪声、浓度、粘度、密度、相对密度、酸碱度、颜色、透明度等等,其相应的传感器一般以被测量命名。
2、按工作原理分类传感器的工作原理主要是基于电磁原理和固体物理学理论。
可分为电阻式、电感式、电容式、电抗式、磁电式、热电式、压电式、光电式(包括红外线式和光导纤维式)、谐振式、霍尔式、超声式、同位素式、电话学式、微波式等。
3、按输出信号的性质分类可将其分为模拟传感器和数字传感器两大类前者输出模拟信号,如果要与计算机连接,则需要引入模/数转换环节,而后者则不需要。
数字传感器一般将被测量转换成脉冲、频率或二进制数码输出,抗干扰能力强。
二传感器原理及应用1、电阻式传感器:是一种能把非物理量(如位移、力、压力、加速度、扭矩等)转换成与之有确定对应关系的电阻值,再经过测量电桥转换成便于传送和记录的电压(电流)信号的一种装置。
它具有结构简单、输出精度高、线性和稳定性好等特点。
它种类较多,主要有变阻器式、电阻应变式和固态压阻式等三种。
前两种采用的敏感元件是弹性敏感元件,传感器元件分别是电位器和电阻应变片;而压阻式传感器的敏感元件和传感元件均为半导体(如硅)。
2、变阻器式传感器结构简单,输出信号功率大、被测量与转换量间容易实现线性或其他所需要的函数关系。
3、应变式传感器目前用于测量力、力矩、压力、加速度、质量等参数,是使用最广泛的传感器之一。
应变效应:金属导体或半导体在受到外力作用时,会产生相应的应变,其电阻也将随之发生变化,这种物理现象称为应变效应。
用来产生应变效应的细导体称为应变丝(敏感栅)应用在称重与测力领域,一是作为敏感元件,直接用于被测试件的应变测量;另一是作为转换元件,通过弹性元件构成传感器,用以对任何能转变成弹性元件应变的其他物理量作间接测量。
传感器的种类和基本工作原理
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传感器的种类和基本工作原理介绍传感器是一种能够感知和测量环境变量的设备,其在现代科技中发挥着重要作用。
本文将介绍几种常见的传感器类型,并讨论它们的基本工作原理。
1. 光学传感器光学传感器利用光线的特性来测量和检测物体的属性。
常见的光学传感器包括光电传感器、光敏电阻器和光纤传感器等。
光电传感器通过光敏电池和光源组成,当光照强度发生变化时,光敏电池产生的电流也会发生变化,从而实现测量和检测功能。
光敏电阻器则根据光敏材料的阻值随光照强度变化而变化来实现测量。
光纤传感器利用光的折射原理,通过光纤的弯曲和折射来测量物体的形态和位移。
2. 声学传感器声学传感器用于测量和检测声音和振动。
常见的声学传感器包括麦克风、声波传感器和压电传感器。
麦克风是一种将声音转换为电信号的设备,通过测量声波的振动来实现测量功能。
声波传感器则利用声波在介质中传播的特性来检测和测量距离、流速等属性。
压电传感器则利用压电材料的特性,当受到压力或振动时,会产生电荷或电势差,从而实现测量和检测功能。
3. 温度传感器温度传感器用于测量和检测物体的温度。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外线传感器等。
热电偶利用两种不同金属的导线形成的热电偶电路,当温度变化时,会产生电势差,从而实现测量功能。
热敏电阻则根据材料的电阻随温度的变化而变化来实现测量。
红外线传感器则利用物体在不同温度下辐射出的红外线来测量物体的温度。
4. 压力传感器压力传感器用于测量和检测物体的压力和力量。
常见的压力传感器包括应变计、电容式传感器和气体压力传感器等。
应变计通过测量物体的形变和变形来测量压力。
电容式传感器则利用电容的变化来实现测量。
气体压力传感器则利用气体分子与传感器之间发生的碰撞和压缩来检测和测量压力。
5. 气体传感器气体传感器用于测量和检测空气中特定气体的浓度和成分。
常见的气体传感器包括CO2传感器、氧气传感器和气体化学传感器等。
CO2传感器利用化学材料与CO2发生反应的原理来测量CO2浓度。
传感器原理及检测技术
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传感器原理及检测技术传感器是一种能够将物理量或化学量转换成可测量信号的设备。
它在现代科技中发挥着重要作用,广泛应用于工业、农业、医疗等领域。
本文将介绍传感器的原理、种类以及常见的检测技术。
一、传感器的原理传感器的原理基于物理量与电信号之间的相互转换。
一般来说,传感器由灵敏元件、信号处理电路和输出装置组成。
灵敏元件是传感器的核心。
它能够将物理变量转换成电信号。
常见的灵敏元件有电阻、电容、电势、磁阻、磁感应等,它们的变化都可以通过电路检测到。
信号处理电路用于对传感器输出的信号进行放大、滤波等处理,以确保信号的准确性和稳定性。
它可以是模拟电路或数字电路,根据具体应用需求选择。
输出装置将经过信号处理的电信号转换成可供外部系统读取或显示的形式,如数字显示器、计算机接口等。
二、传感器的种类传感器按照测量物理量的不同可以分为多种类型,包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等。
以下是其中几种常见传感器的简要介绍:1. 温度传感器:用于测量物体的温度,常见的有热电偶、热电阻等。
2. 压力传感器:用于测量气体或液体的压力,广泛应用于工业自动化、航空航天等领域。
3. 湿度传感器:用于测量空气中的湿度,常见的有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。
4. 光传感器:用于测量环境光强度或接收光信号,包括光电二极管、光敏电阻和光电导。
三、传感器的检测技术传感器的检测技术包括校准、线性化和误差补偿等。
这些技术能够提高传感器的精确度和可靠性。
1. 校准:通过与标准样品进行比较,调整传感器的输出,使之达到准确的测量结果。
2. 线性化:对于非线性传感器,通过数学模型进行线性化处理,使输出信号与被测量的物理量成线性关系。
3. 误差补偿:传感器在工作过程中可能会出现一些误差,例如零点漂移、温度影响等。
合理的误差补偿技术能够提高传感器的精度和稳定性。
四、传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个示例:1. 工业领域:传感器在工业自动化、机器人控制、生产线监测等方面发挥重要作用,能够实现实时监测和控制。
传感器的分类及原理
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传感器的分类及原理传感器是一种能够感知周围环境,并将感知到的信息转化为电信号、光信号或其他形式的能量输出的装置。
根据其工作原理和应用领域的不同,传感器可以分为多种分类。
下面将介绍一些常见的传感器分类及其工作原理。
1. 压力传感器压力传感器是一种能够测量和感知物体受到的压力大小的传感器。
按照测压原理的不同,压力传感器可以分为电阻式、电容式、电感式、振动式等多种类型。
其中,电阻式压力传感器是应用最广泛的一种。
其工作原理是利用受到应力的薄膜或弹性体产生形变,进而改变电阻值,从而实现对压力的测量。
2. 温度传感器温度传感器是一种能够测量和感知物体温度变化的传感器。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻、温度敏感电阻等。
其中,热电偶是一种利用两种不同材料的热电势差随温度变化而产生的装置。
热电阻则是利用材料电阻值随温度变化而变化的原理来测量温度。
3. 光电传感器光电传感器是一种能够感知光的存在、光强度或光波长变化的传感器。
根据应用场景的不同,光电传感器可以分为光电开关、光电二极管、光电三极管等多种类型。
以光电开关为例,其原理是利用光电效应,当光电池接收到光线时,会输出电信号,通过检测电信号的有无来感知光线的存在。
4. 气体传感器气体传感器是一种能够侦测、感知和测量空气中各种气体浓度的传感器。
根据检测原理的不同,气体传感器可以分为化学传感器、红外传感器、电化学传感器等多种类型。
以红外传感器为例,其原理是利用特定气体吸收红外辐射的特性来测量气体浓度。
5. 加速度传感器加速度传感器是一种能够感知物体加速度变化的传感器。
加速度传感器广泛应用于物体动态姿态测量、运动控制等领域。
根据工作原理的不同,加速度传感器可以分为压电式、电容式、电阻式等多种类型。
其中,压电式加速度传感器是最常见的一种。
其原理是基于压电效应,当压电谐振盘受到外力时,会产生电荷变化,从而实现对加速度的检测。
6. 湿度传感器湿度传感器是一种能够测量空气中相对湿度的传感器。
各类传感器的工作原理
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各类传感器的工作原理传感器是一种能够检测和感知周围环境,并将其转化为可用信号的装置。
传感器在各个领域中起着极为重要的作用,从智能手机中的加速度传感器到汽车中的车速传感器,从医疗设备中的心率传感器到环境监测中的温度传感器,都体现了传感器在现代生活中的广泛应用。
下面将介绍几种常见的传感器及其工作原理。
1.光电传感器:光电传感器是基于光电效应的原理工作的。
光电效应是指当光照射到物体表面时,光中的能量被物体吸收,电子被激发而从原子中跃迁,产生电流。
光电传感器利用光电效应将光信号转化为电信号,可以用于测量光的强度、距离或光的频率等。
2.压力传感器:压力传感器是利用压力作用在压敏电阻或压电材料上变化的阻值或电荷来测量压力的。
当外力施加在压阻上时,导电粒子(电子或离子)运动受到阻碍,阻值发生变化,通过测量电阻的变化来确定压力的大小。
3.温度传感器:温度传感器利用材料在温度变化时导电性或热传导性的变化原理来测量温度。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和温度敏感电容等。
热敏电阻是利用材料的电阻随温度的变化而变化;热电偶则是利用两种不同材料的接触产生热电势差,通过测量热电势差来计算温度;温度敏感电容则是通过测量电容的变化来确定温度。
4.加速度传感器:加速度传感器是利用物体在加速或减速时所产生的惯性力来测量加速度的。
常用的加速度传感器有电容式加速度传感器和压电式加速度传感器。
电容式加速度传感器通过测量电容的变化来确定加速度;压电式加速度传感器则是利用压电效应和加速度之间的关系来测量加速度。
5.湿度传感器:湿度传感器是利用材料的吸湿性或湿度对电阻、电容或电抗等性能的影响来测量湿度的。
常用的湿度传感器有湿度敏感电阻、湿度敏感电容和湿度敏感电感等。
湿度敏感电阻通过测量电阻的变化来计算湿度;湿度敏感电容则是通过测量电容的变化来确定湿度。
总之,传感器的工作原理各异,但都是基于其中一种物理效应或电学特性的变化来实现对周围环境的感知和检测。
各种传感器原理
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各种传感器原理1. 光敏传感器原理:光敏传感器利用光电效应将光信号转化为电信号。
当光照射到光敏传感器上时,光能量激发光敏材料中的电子,使其跃迁到导带中,产生电流。
根据光敏材料的不同,光敏传感器可分为光电二极管、光敏电阻、光敏三极管等。
2. 温度传感器原理:温度传感器基于温度和物理性质之间的关系,如电阻、电压、电流等。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、热电阻等。
其中,热敏电阻利用电阻值随温度变化的特性,热电偶则利用两种不同金属间的热电效应产生的电势差与温度成正比。
3. 压力传感器原理:压力传感器通过测量物理上施加在其上的压力,将压力量化为电信号输出。
常见的压力传感器有压阻式、电容式和磁敏式传感器。
压阻式传感器利用电阻随受力点表面形变而改变的原理,电容式传感器则利用振动膜片上电容的变化,而磁敏式传感器则是通过感应磁场的变化来测量压力。
4. 湿度传感器原理:湿度传感器通过测量空气中的水汽含量来获得湿度信息。
常见的湿度传感器有电容湿度传感器、电阻湿度传感器和化学湿度传感器。
其中,电容湿度传感器利用介质吸湿后导致电容变化的原理,电阻湿度传感器则是通过测量材料电阻随湿度变化情况来获得湿度值,化学湿度传感器则是基于湿度与某种化学物质反应而改变电信号输出。
5. 加速度传感器原理:加速度传感器通过测量被测物体的加速度,将加速度转化为电信号输出。
加速度传感器主要分为压电式和微机械式(MEMS)两种。
压电式传感器利用压电效应,将受力物体的压力转化为电荷输出。
微机械式传感器则是通过微机械结构的变形或振动来感应加速度,并转化为电信号。
6. 磁力传感器原理:磁力传感器通过测量磁场的强度和方向来获得磁力信息。
常见的磁力传感器有霍尔效应传感器、磁电传感器和磁敏电阻传感器。
霍尔效应传感器利用材料中的霍尔电压随磁场变化的原理,磁电传感器则基于磁致伸缩效应产生电信号输出,磁敏电阻传感器则是根据材料磁阻随磁场变化的特性来测量磁力值。
常用式传感器的原理和应用
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常用式传感器的原理和应用1.温度传感器:原理:温度传感器是通过测量物体的热量来确定其温度的。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和红外传感器等。
应用:温度传感器广泛应用于气候控制、温度监控、医疗设备、食品加工和汽车等领域。
2.湿度传感器:原理:湿度传感器是通过测量空气中水分含量来确定湿度的。
常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器等。
应用:湿度传感器广泛应用于气象、农业、环境监测、工业生产和电子设备等领域。
3.压力传感器:原理:压力传感器是通过测量物体受力大小来确定压力的。
常见的压力传感器有压阻式传感器、压电传感器和电容式传感器等。
应用:压力传感器广泛应用于工业自动化控制、汽车工业、航空航天、医疗设备和气候监测等领域。
4.光电传感器:原理:光电传感器是通过光电效应将光信号转化为电信号的传感器。
常见的光电传感器有光敏电阻、光电二极管和光电三极管等。
应用:光电传感器广泛应用于自动门、光电开关、光电编码器和光电计数器等领域。
5.位移传感器:原理:位移传感器是通过测量物体位置的变化来确定位移的。
常见的位移传感器有光电编码器、电感式传感器和激光测距传感器等。
应用:位移传感器广泛应用于机械工业、机器人、航空航天、自动化生产和测量仪器等领域。
6.加速度传感器:原理:加速度传感器是通过测量物体所受加速度的依据,从而确定物体的运动状态。
常见的加速度传感器有微机电系统(MEMS)加速度传感器和压电传感器等。
应用:加速度传感器广泛应用于汽车工业、智能手机、电子游戏、航空航天和体育健身等领域。
7.气体传感器:原理:气体传感器是通过测量空气中特定气体浓度来确定气体的种类和浓度。
常见的气体传感器有电化学传感器、红外传感器和半导体传感器等。
应用:气体传感器广泛应用于环境监测、工业生产、气体检测和安全防护等领域。
8.声音传感器:原理:声音传感器是通过测量声压水平来确定声音的强度和频率。
常见的声音传感器有电容式麦克风传感器和压电传感器等。
传感器工作原理及种类
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传感器工作原理及种类传感器是用于感知环境中其中一种特定物理量或化学量的装置,它能将这些物理量或化学量转化为可测量或可观测的电信号、热信号、光信号等。
传感器广泛应用于工业、农业、医疗、环境监测等领域,是现代信息技术与自动化技术的基础设备。
传感器的工作原理主要有以下几种:1.电阻式传感器:利用物体或环境的特定物理量改变电阻的原理,如温度传感器、压力传感器。
2.电容式传感器:利用电容变化来测量物理量的变化,如湿度传感器。
3.压阻式传感器:利用物体压力改变电阻的原理,如力传感器。
4.半导体传感器:利用半导体材料特性和传感器结构来感知物理量或化学量的变化,如气体传感器。
5.光电传感器:利用光电效应将光能转化为电能来测量光强度或接收光信号,如光敏电阻、光敏二极管、光电导、光电效应场。
6.气体传感器:利用气体与传感器之间的物理或化学反应来检测气体浓度或特定成分,如CO2传感器、甲醛传感器。
7.液位传感器:利用液位的高度变化来检测容器内物质的液位或液体的压力变化。
8.加速度传感器:利用质量加速度与惯性或弹性元件之间的作用来检测物体的加速度变化。
传感器的种类相当广泛,常见的传感器包括:1.温度传感器:用于测量物体的温度变化,常用的有热电偶、热电阻、半导体传感器等。
2.压力传感器:用于测量气体或液体的压力变化,常用的有电容式传感器、电阻式传感器、共振式传感器等。
3.光电传感器:用于检测光的强度、光的频率、光的方向等,常用的有光敏电阻、光电二极管、光电导等。
4.湿度传感器:用于测量空气或物体的湿度变化,常用的有电容式传感器、电阻式传感器、共振式传感器等。
5.气体传感器:用于检测空气中的气体浓度或特定气体成分,常用的有半导体气体传感器、电化学气体传感器、红外气体传感器等。
6.加速度传感器:用于检测物体的加速度变化,常用的有压电式加速度传感器、微机械式加速度传感器等。
7.液位传感器:用于检测液体的液位变化,常用的有浮球液位传感器、电容式液位传感器、超声波液位传感器等。
常用传感器及工作原理及应用
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常用传感器及工作原理及应用传感器是指能够将其中一种感知量变换成电信号或其他可以辨识的输出信号的装置。
它们广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械、汽车电子、智能家居以及移动设备等各个领域。
本文将介绍一些常用传感器的工作原理及应用。
1.温度传感器温度传感器用于测量环境的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。
热电偶通过两个不同金属之间的温差来产生电压,热电阻则利用温度对电阻的敏感性来测量温度,而半导体温度传感器则利用半导体材料的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象观测、工业生产过程中的温度控制和家电中的温度监测等领域。
2.光敏传感器光敏传感器可以测量光的强度和光的频率。
常见的光敏传感器有光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管。
光敏电阻根据光照的强弱改变电阻值,光敏二极管和光敏晶体管则根据光照的强弱改变电流值。
光敏传感器广泛应用于照明控制、安防监控和光电设备等领域。
3.声音传感器4.湿度传感器湿度传感器可以测量环境中的湿度。
常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器。
电容式湿度传感器利用电容的变化来感应湿度,电阻式湿度传感器则是利用湿度对电阻的敏感性来感应湿度。
湿度传感器广泛应用于气象观测、室内湿度控制和农业领域等。
5.加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度。
常见的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机械式加速度传感器。
压电式加速度传感器利用压电效应来感应加速度,微机械式加速度传感器则是利用微机械结构的变化来感应加速度。
加速度传感器广泛应用于汽车电子、智能手机以及航空航天领域等。
总的来说,传感器在现代社会中扮演着重要的角色,广泛应用于各个领域。
通过测量和感应物理量,传感器能够实现自动化控制、环境监测和智能化等功能,为社会的发展和人们的生活带来了便利和效益。
各类传感器原理及说明
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各类传感器原理及说明传感器是一种用于感知环境变化并将变化转化成可测量的信号输出的设备。
它是现代智能系统中不可或缺的部分,广泛应用于各个领域,如工业控制、交通运输、医疗设备等。
本文将介绍一些常见的传感器,包括光电传感器、压力传感器、温度传感器、声音传感器和加速度传感器,并对它们的原理和应用进行说明。
1.光电传感器:光电传感器是一种利用光敏元件感知光的存在和强度的装置。
它通常由光源、接收器和信号处理电路组成。
光源发射光束,射向目标物体,当光束被反射或吸收时,接收器接收光信号并将其转化为电信号。
光电传感器可以用于检测物体的存在、位置和颜色等信息,广泛应用于自动化控制、测距仪等领域。
2.压力传感器:压力传感器是一种测量压力的装置。
它通常由传感器芯片、密封部件和信号处理电路组成。
传感器芯片可根据受力大小产生相应的电信号,信号处理电路通过放大和滤波等处理,将输出与压力成正比的电压或电流信号。
压力传感器可以用于测量气体和液体的压力情况,广泛应用于环境监测、工业控制等领域。
3.温度传感器:温度传感器是一种测量温度的装置。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻等。
热电偶通过两种不同金属的连接产生温差效应,将温差转化为电信号输出;热敏电阻则是利用电阻值随温度变化的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象、医疗设备、热水器等领域。
4.声音传感器:声音传感器是一种测量声音的装置。
常见的声音传感器有麦克风和声压传感器等。
麦克风通过接收声音引起的振动,并将振动信号转化为电信号输出;声压传感器则通过测量声音引起的压力差,将压力差转化为电信号输出。
声音传感器广泛应用于通信、声音识别等领域。
5.加速度传感器:加速度传感器是一种测量物体加速度的装置。
它通常由质量块和压电传感器等组成。
当物体受到加速度作用时,质量块受力产生位移,压电传感器将位移转化为电信号输出。
加速度传感器广泛应用于汽车、航空航天、运动感应等领域。
总之,传感器是现代智能系统中必不可少的重要组成部分。
传感器的种类与工作原理
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传感器的种类与工作原理传感器是现代科学技术中不可或缺的重要组成部分。
它们可以将各种形式的物理量转换为可输入到电气和电子设备中的电信号。
传感器种类繁多,每种传感器都有其特定的工作原理。
在本文中,我将详细介绍几种常见的传感器及其工作原理。
1. 光敏传感器光敏传感器,也称为光电传感器,是一种能够感知光线强度和光照变化的传感器。
它们基于光照吸收、散射或反射的原理工作。
最常见的光敏传感器是光敏电阻器(LDR)。
当光线照射在LDR上时,其电阻值会随之变化。
LDR可以被用来测量环境光强度,也可以用于照明控制和光敏报警系统。
2. 温度传感器温度传感器是一类广泛应用于工业、农业和家用电器的传感器。
它们可以测量环境和物体的温度变化。
最常见的温度传感器是热电偶和热敏电阻。
热电偶是由两个不同金属连接而成的,当温度变化时,它们之间的电压也会发生变化。
而热敏电阻则是通过测量材料电阻值与温度之间的关系来实现温度测量。
3. 压力传感器压力传感器用于测量液体或气体的压力。
它们可以根据应力、电容或挠性变化来测量压力的大小。
压阻式压力传感器使用变阻元件来测量被测量物体施加的压力。
当压力施加在传感器上时,电阻值变化,从而测量压力的大小。
4. 加速度传感器加速度传感器是一种能够测量物体加速度变化的传感器。
它们常用于汽车、航空和消费电子产品中。
加速度传感器使用物体对应的质量惯性变化来测量加速度。
最常见的加速度传感器是压电加速度传感器。
当加速度作用于压电晶体上时,该晶体产生电荷,从而测量加速度。
5. 湿度传感器湿度传感器测量空气中水蒸气的含量,即湿度。
它们通常使用电容、电阻或共振频率来测量空气的湿度。
其中最常见的传感器是电容式湿度传感器。
该传感器使用物体表面上的电极来测量空气湿度对电容的影响。
总结起来,传感器是一种将物理量转换为电信号的重要设备。
在现代科学技术的发展中,传感器的应用十分广泛。
光敏传感器可以感知光线强度和光照变化,温度传感器可以测量环境和物体的温度,压力传感器可以测量液体或气体的压力,加速度传感器可以测量物体的加速度变化,湿度传感器可以测量空气中水蒸气的含量。
传感器的分类_传感器的原理与分类_传感器的定义和分类
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传感器得分类_传感器得原理与分类_传感器得定义与分类传感器得分类方法很多.主要有如下几种:(1)按被测量分类,可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等.这种分类有利于选择传感器、应用传感器(2)按照工作原理分类,可分为电阻式、电容式、电感式,光电式,光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。
这种分类有利于研究、设计传感器,有利于对传感器得工作原理进行阐述。
(3)按敏感材料不同分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高分子材料传感器等。
这种分类法可分出很多种类。
(4)按照传感器输出量得性质分为摸拟传感器、数字传感器.其中数字传感器便干与计算机联用,且坑干扰性较强,例如脉冲盘式角度数字传感器、光栅传感器等.传感器数字化就是今后得发展趋势。
(5)按应用场合不同分为工业用,农用、军用、医用、科研用、环保用与家电用传感器等。
若按具体便用场合,还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。
(6)根据使用目得得不同,又可分为计测用、监视用,位查用、诊断用,控制用与分析用传感器等.主要特点传感器得特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化,它不仅促进了传统产业得改造与更新换代,而且还可能建立新型工业,从而成为21世纪新得经济增长点。
微型化就是建立在微电子机械系统(MEMS)技术基础上得,已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。
主要功能常将传感器得功能与人类5大感觉器官相比拟:光敏传感器—-视觉声敏传感器——听觉ﻫ气敏传感器-—嗅觉ﻫ化学传感器——味觉ﻫ压敏、温敏、传感器(图1)流体传感器——触觉ﻫ敏感元件得分类:ﻫ物理类,基于力、热、光、电、磁与声等物理效应。
ﻫ化学类,基于化学反应得原理。
生物类,基于酶、抗体、与激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件与味敏元件等十大类(还有人曾将敏感元件分46类)。
传感器的发展及应用 (论文)
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传感器的发展及应用 (论文)传感器的发展及应用引言概述:传感器是现代科技中不可或缺的重要组成部分,它们能够将各种物理量转化为可测量的电信号,广泛应用于工业、医疗、农业等领域。
本文将从五个方面详细阐述传感器的发展及应用。
一、传感器的种类及原理1.1 压力传感器:介绍压力传感器的工作原理、应用领域以及常见的型号和特点。
1.2 温度传感器:介绍温度传感器的工作原理、应用领域以及常见的型号和特点。
1.3 光学传感器:介绍光学传感器的工作原理、应用领域以及常见的型号和特点。
二、传感器的发展历程2.1 早期传感器的发展:回顾早期传感器的发展历程,介绍早期传感器的特点和应用情况。
2.2 现代传感器的发展:介绍现代传感器的发展趋势,包括微型化、智能化和多功能化等方面的进展。
2.3 未来传感器的发展:展望未来传感器的发展方向,包括纳米级传感器、无线传感器网络和生物传感器等新兴技术的应用前景。
三、传感器在工业领域的应用3.1 自动化生产:介绍传感器在自动化生产中的应用,包括机器人控制、流水线监测等方面。
3.2 能源管理:探讨传感器在能源管理中的作用,如智能电表、能源监测系统等。
3.3 安全监测:阐述传感器在工业安全监测中的应用,如火灾预警、气体泄漏监测等。
四、传感器在医疗领域的应用4.1 生命体征监测:介绍传感器在生命体征监测中的应用,如心率、血压、体温等的监测。
4.2 医疗设备控制:探讨传感器在医疗设备控制中的作用,如手术机器人、呼吸机等。
4.3 病人定位与追踪:阐述传感器在病人定位与追踪中的应用,如智能医院系统、病房监控等。
五、传感器在农业领域的应用5.1 土壤监测:介绍传感器在土壤监测中的应用,如土壤湿度、养分含量等的检测。
5.2 精准灌溉:探讨传感器在精准灌溉中的作用,如根据土壤湿度自动控制灌溉系统。
5.3 农作物生长监测:阐述传感器在农作物生长监测中的应用,如气象传感器、光照传感器等。
结论:传感器的发展已经取得了巨大的成就,并在各个领域得到了广泛的应用。
各类传感器的工作原理
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各类传感器的工作原理传感器是一种能够感知环境信息并将其转化为可识别信号的装置,它们被广泛应用于工业生产、物联网、医疗健康等领域,起着关键的作用。
传感器的种类繁多,不同的传感器有各自独特的工作原理。
本文将对几种常见的传感器的工作原理进行介绍。
一、压力传感器压力传感器是一种用于测量气体或液体压力的传感器。
它的原理是通过测量介质对传感器敏感元件的压力作用产生的物理量变化来转换为电信号输出。
在压力传感器中,最常见的敏感元件是应变片。
当介质对应变片的压力作用时,应变片会产生一定程度的形变,从而改变其电阻或电容值,这种变化被转换为电信号输出,经过一定的放大和处理后,得到了与压力相关的输出信号。
二、温度传感器温度传感器是一种用于测量环境温度的传感器。
温度传感器的工作原理主要是基于物质的热膨胀、电热效应、热电效应等物理原理。
最常见的温度传感器是基于热敏电阻原理的。
热敏电阻是一种温度敏感的电阻材料,当温度发生变化时,电阻值也会发生相应的变化。
通过测量电阻值的变化,可以得到温度的数值。
还有基于热电效应原理的热电偶传感器、基于红外线辐射原理的红外线温度传感器等,它们各自利用材料物理性质的不同,实现了对温度的测量。
三、光电传感器光电传感器是一种用于检测光线强度、光照度或物体位置的传感器。
它的工作原理主要是基于光电效应、光敏电阻、光电二极管等原理。
最常见的光电传感器之一是光敏电阻传感器。
光敏电阻是一种光照敏感的电阻材料,其电阻值随着光照度的变化而变化。
通过测量电阻值的变化,可以获取到光照度的信息。
还有基于光电二极管原理的光电开关传感器、基于光电三极管原理的光电编码器传感器等,它们利用光电效应实现了对光线强度、物体位置等信息的检测。
四、湿度传感器湿度传感器是一种用于测量环境湿度的传感器。
湿度传感器的主要工作原理是基于介质的露点、电容、电阻等物理性质。
最常见的湿度传感器是基于电容原理的电容式湿度传感器。
电容式湿度传感器利用介质的湿度对电容值的影响,通过测量电容值的变化来获取湿度信息。
传感器的种类原理及应用
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传感器的种类、原理及应用1. 简介传感器是一种用于检测、测量或感知物理量、化学量和生物量的装置或设备。
它们在工业、科学、医疗、农业等各个领域都有广泛的应用。
本文将介绍几种常见的传感器的种类、原理及应用。
2. 光学传感器光学传感器利用光的特性进行测量或控制。
它们可以使用反射、吸光度、透光度或颜色等光学属性来检测目标物体或环境变化。
光学传感器常用于自动化、安防、医疗、环境监测等领域。
以下是几种常见的光学传感器:•光电传感器:通过光电效应将光能转化为电信号。
广泛应用于自动照明、物体检测等场景。
•光电开关:利用物体遮挡光路引起的光电信号变化实现触发开关。
常用于自动门、电梯等控制系统中。
•激光传感器:利用激光束与目标物体相互作用产生的光信号来探测距离、位置、速度等。
常见于测距仪、无人驾驶车辆等系统中。
•光纤传感器:利用光纤的光学特性来实现测量或控制。
广泛应用于光通信、温度测量等领域。
3. 温度传感器温度传感器用于测量物体或介质的温度变化。
它们可以是接触式或非接触式的,并使用多种原理进行测量,如电阻、热敏电阻、热电效应等。
以下是几种常见的温度传感器:•热电偶:利用两种不同金属在温度变化下产生的温差效应来测量温度。
常用于工业过程控制、实验室研究等领域。
•热敏电阻:温度变化时,电阻值发生变化。
常用于家电、电子设备中的温度测量。
•红外温度传感器:利用物体发射的红外辐射来测量其表面温度。
广泛应用于测量高温物体、医疗体温计等场景。
•热电阻:根据物质的电阻随温度变化的特性来测量温度。
常见的有铂电阻和镍电阻。
4. 压力传感器压力传感器用于测量或控制系统中的压力变化。
它们可以使用压阻、电容、电感等原理进行测量。
以下是几种常见的压力传感器:•压阻式传感器:利用应变片或变阻片的阻值变化来测量压力。
常用于工业自动化、气体测量等领域。
•电容式传感器:利用电容量与介质之间的关系来测量压力。
常见于汽车制造、液位测量等系统中。
•压电传感器:利用压电效应将机械压力转化为电信号。
传感器工作原理
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传感器工作原理传感器是一种能够感知、感应并转换物理量或化学量的设备,广泛应用于各行各业。
本文将介绍传感器的工作原理,帮助读者更好地理解传感器的运行机制。
一、传感器的基本原理传感器的工作原理基于物理或化学现象的变化,通过转换这种变化来获得相应的电信号输出。
传感器分为许多种类,如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等,每种传感器都有其独特的原理。
1. 温度传感器温度传感器利用物体的热膨胀原理进行温度测量。
当物体受热时,温度传感器内部的材料也会随之热膨胀,从而改变其电阻、电容或电压等特性,通过检测这些特性的变化,可以确定物体的温度。
2. 压力传感器压力传感器使用压力对传感器内部材料的压缩或拉伸作用进行测量。
当外部施加压力时,传感器内部的弹性元件会发生形变,从而改变电阻、电容或电压等特性,通过测量这些特性的变化,可以确定压力的大小。
3. 光敏传感器光敏传感器利用光辐射对半导体材料电导率的影响进行测量。
当光照射在光敏传感器上时,光子与半导体材料发生相互作用,导致导电能力的改变,通过测量电阻或电流的变化,可以确定光照强度。
二、传感器的工作流程传感器的工作流程可以分为感知、转换和输出三个阶段。
1. 感知阶段传感器的感知阶段是通过感知元件来感知外部环境的变化。
感知元件对于不同的传感器而言有所不同,它可以是温度敏感材料、倾斜开关、光敏元件等。
感知元件的选择与被测量的物理量相关。
2. 转换阶段当感知元件感知到环境变化后,传感器内部会进行相应的物理或化学转换,将外部的变化转化成可测量的电信号。
转换过程中会利用一定的电路设计和工作原理,使信号的变化得以准确地转化为电信号。
3. 输出阶段传感器输出阶段是将转换后的电信号输出给后续系统进行处理或分析。
输出信号可以是电压、电流或数字信号等形式。
传感器的输出通常需要经过放大、滤波等处理,以确保输出信号的准确性和可靠性。
三、传感器的应用领域传感器广泛应用于各个领域,包括工业、农业、医疗、环境监测等。
传感器基本工作原理
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传感器基本工作原理
传感器是利用物质的特性或状态变化来获取信息的器件或装置,是一种能够感受规定的被测量,并且能够将感受到的被测量转换成可用信号输出的装置。
传感器是现代电子技术、自动控制技术、信息处理技术、测量技术和计算机技术等多种技术交叉渗透的产物,它在工业生产、交通运输、国防建设和人民生活等方面都有广泛的应用。
传感器种类繁多,按其工作原理可分为:电阻式传感器、电感式传感器和光敏电阻型传感器。
其工作原理如下:
(1)电阻式传感器
电阻式传感器是利用弹性元件(如各种弹性梁、弹簧等)与被测物体产生位移,使其所在平面与弹性元件轴线间产生一定角度(如0°~90°)的位移,使弹性元件发生变形,在其两端产生
电压。
这种位移与电压之间的关系称为电阻原理,简称电阻定律。
这种原理制成的传感器主要有如下几种:
(1)应变式
应变式传感器是根据晶体材料在外力作用下发生变形,而引起晶体材料内部结构发生变化而使其性能发生变化这一原理制成的。
—— 1 —1 —。
传感器类型及原理
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传感器类型及原理一、引言传感器是现代工业生产和科学技术的重要组成部分,广泛应用于自动化控制、环境监测、医疗卫生、军事等领域。
传感器的种类繁多,本文将从传感器类型及原理两个方面进行介绍。
二、传感器类型1. 按照测量物理量分类(1)力敏传感器:用于测量物体受力情况,如压力传感器、扭力传感器等。
(2)位移传感器:用于测量物体位置变化情况,如线性位移传感器、旋转位移传感器等。
(3)速度传感器:用于测量物体速度情况,如霍尔元件速度传感器、光电编码器速度传感器等。
(4)温度传感器:用于测量物体温度情况,如热电偶温度传感器、热敏电阻温度传感器等。
(5)湿度/气压/流量/液位/光强等其他类型的传感器。
2. 按照工作原理分类(1)电容式传感器:利用被检测物体与电极之间的电容变化来实现信号转换,如振动传感器、压力传感器等。
(2)电阻式传感器:利用被检测物体与电极之间的电阻变化来实现信号转换,如热敏电阻温度传感器、应变计等。
(3)电磁式传感器:利用被检测物体与线圈之间的电磁作用来实现信号转换,如霍尔元件速度传感器、涡流传感器等。
(4)光学式传感器:利用光学原理来实现信号转换,如光电开关、激光测距仪等。
(5)声学式传感器:利用声波原理来实现信号转换,如麦克风、压力麦克风等。
三、常见传感器原理介绍1. 振动传感器振动传感器是一种测量机械或结构振动的设备。
其工作原理基于质量弹性系统的振动特性。
当被检测物体发生振动时,振动会通过加速度计或位移计等装置将机械运动转化为电信号输出。
2. 压力传感器压力传感器是一种测量压力的设备。
其工作原理基于杨氏模量的变化。
当被检测物体受到外力作用时,其形变会导致杨氏模量的变化,从而改变电容、电阻、电感等参数,实现信号转换。
3. 热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器是一种测量温度的设备。
其工作原理基于热敏效应。
当被检测物体受到温度变化时,其电阻值也会随之发生变化,从而实现信号转换。
4. 霍尔元件速度传感器霍尔元件速度传感器是一种测量转速的设备。
传感器工作原理及种类
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传感器工作原理及种类传感器是指能够将被测量的物理量转换成电信号或其他可以识别的形式,并能够对其进行处理和传输的装置。
它们在工业、农业、医疗、能源等领域中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍传感器的工作原理和常见的传感器种类。
一、传感器的工作原理传感器的工作原理可以归纳为以下几种方式:1.压阻效应原理:利用被测量物理量对电阻的影响。
例如压力传感器、重量传感器等。
2.压电效应原理:利用被测量物理量对压电体的机械应变引起电荷分离的影响。
例如压力传感器、加速度传感器等。
3.电感效应原理:利用被测量物理量对线圈感应电势的影响。
例如温度传感器、湿度传感器等。
4.光电效应原理:通过光电元件(如光敏电阻、光电二极管)对光信号的检测来实现对其它信息的测量。
例如光照传感器、颜色传感器等。
5.磁电效应原理:利用被测量物理量对磁场的影响。
例如磁力传感器、地磁传感器等。
6.超声波原理:利用超声波在介质中传播的特性进行测量。
例如液位传感器、距离传感器等。
二、传感器的种类根据被测量的物理量不同,传感器可以分为以下几类:1.温度传感器:用于测量物体的温度,常见的有热电偶、热电阻、红外温度传感器等。
2.压力传感器:测量物体的压力,例如压力传感器、压电传感器等。
3.光传感器:用于测量光的强度、颜色和位置,例如光照传感器、光敏电阻、光电二极管等。
4.加速度传感器:测量物体的加速度和振动,广泛应用于汽车、航空航天和运动健康领域等。
5.湿度传感器:测量空气中的湿度,例如湿度传感器、露点传感器等。
6.触摸传感器:通过感应人体接触来触发信号,例如触摸屏、电容触摸传感器等。
7.气体传感器:用于测量空气中的气体浓度,例如气体传感器、CO2传感器等。
8.流量传感器:测量液体或气体的流量,例如流量传感器、涡轮流量传感器等。
总结:传感器是将被测量的物理量转换成电信号或其他可以识别的形式,并对其进行处理和传输的装置。
其工作原理有压阻效应、压电效应、电感效应、光电效应、磁电效应和超声波原理等。
常用传感器原理及应用
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常用传感器原理及应用传感器是能够将非电信号转换为电信号的设备,是现代工程技术中最常用的测量和控制元件之一、传感器可以检测和测量各种物理量,如温度、压力、湿度、光照、加速度等,并将其转换为相应的电信号,以供其他设备进行处理和判断。
以下是常见的一些传感器的原理及应用。
1.温度传感器温度传感器是一种能够测量物体温度的传感器。
其工作原理主要有电阻式传感器、热敏电阻传感器和半导体温度传感器等。
电阻式传感器利用金属电阻的温度特性来测量温度;热敏电阻传感器是利用材料的温度特性,该材料温度升高时电阻值降低的特点;半导体温度传感器是基于半导体材料的温度特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于空调、电冰箱、温度计、热水器等家用电器中,以及各种工业自动控制系统中。
2.压力传感器压力传感器是一种能够测量介质压力的传感器。
其工作原理主要有电阻式传感器、电容式传感器和压阻传感器等。
电阻式传感器是利用材料的应变变化来测量压力;电容式传感器是通过测量被测介质与电容器之间的电容变化来测量压力;压阻传感器是利用压阻材料的阻值随压力改变而改变来测量压力。
压力传感器广泛应用于工业生产中的流量测量、液位控制、工业自动化等领域。
3.湿度传感器湿度传感器是一种能够测量空气湿度的传感器。
其工作原理主要有电阻式传感器、电容式传感器和热电传感器等。
电阻式传感器是利用湿度对电阻的影响来测量湿度;电容式传感器是通过测量介质中水分与电容器之间的电容变化来测量湿度;热电传感器是利用湿度对热湿传感元件的影响来测量湿度。
湿度传感器广泛应用于气象观测、温室控制、工业生产等领域。
4.光照传感器光照传感器是一种能够测量环境光照强度的传感器。
其工作原理主要有光电二极管传感器、光敏电阻传感器和光电导传感器等。
光电二极管传感器是利用光照对光电二极管电流的影响来测量光照强度;光敏电阻传感器是通过测量光敏电阻的电阻变化来测量光照强度;光电导传感器是通过测量光电导传感器的电阻变化来测量光照强度。
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传感器原理及种类介绍
――年度教育训练
一、传感器的基础知识
1、传感器的定义
国家标准GB7665-87 对传感器下的定义是:“ 能感受规定的被测量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。
2、传感器的分类
2.1、按传感器的被测物理量分类,可分为位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器等传感器。
2.2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅热电偶等传感器。
2.3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“ 1” 和“ 0” 或“ 开” 和“ 关” )的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。
二、传感器的原理
1、应变式电阻传感器
电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。
它是应变式电阻传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。
电阻应变片的工作原理
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示:
式中:ρ——金属导体的电阻率(Ω·cm2/m)
S——导体的截面积(cm2)
L——导体的长度(m)
我们以金属丝应变电阻为例,当金属丝受外力作用时,其长度和截面积都会发生变化,从上式中可很容易看出,其电阻值即会发生改变,假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度增加,而截面积减少,电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时,长度减小而截面增加,电阻值则会减小。
只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压),即可获得应变金属丝的应变情况。
2、电容式传感器
电容式传感器是一个具有可变参数的电容器。
多数场合下,电容是有两个金属平行板组成并且以空气为介质,如图1所示。
图1
有两个平行板组成的电容器的电容量为
式中ε——板间介质的电容常数;
A——两平行板所覆盖的面积;
d——两平行板间的距离
C——电容量
当被测参数使得上式中的A、d或ε发生变化时,电容量C也随之变化。
如果保持其中两个参数不变而仅改变其中一个参数,就可把该参数的变化转换为电容量的变化。
因此,电容量的变化的大小与被测参数的大小成比例。
在实际使用中电容式传感器常以改变平行板间距d来进行测量,因为这样获得的测量灵敏度高于改变其它参数的电容传感器的灵敏度。
改变平行板间距d的传感器可以测量微米数量级的位移,而改变面积A的传感器只适用于测量厘米数量级的位移。
3、脉冲式编码器
脉冲式编码器的圆盘上等角距地开有两道缝隙,内外圈(A,B)的相邻两缝距离错开半条缝宽;另外在某一径向位置,一般在内外两圈之内外,开有一狭缝,表示码盘的零位。
在它们的相对两侧面分别安装光源和光电接收元件,如图2所示。
当转动盘时,光线经过透光和不透光的区域,每个码道将有一系列光电脉冲由光电元件输出,码道上有多少缝隙就有多少个脉冲输出。
图2 脉冲式编码器
4、热电偶传感器
热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路,如两连接端温度不同,则在回路内产生热电流的物理现象。
热电偶测温基本原理:将两种不同材料的导体或半导体A和B 焊接起来,构成一个闭合回路,如图3所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
图3
5、光电传感器
光电传感器是指能够将可见光转换成某种电量的传感器。
光敏二极管是最常见的光传感器。
光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大,光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下,并与负载电阻相串联,当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小(<µ;A),称为光敏二极管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。
在外电场的作用下,光电载流子参于导电,形成比暗电流大得多的反向电流,该反向电流称为光电流。
光电流的大小与光照强度成正比,于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外,还有对电信号放大的功能。
光敏三级管的外型与一般三极管相差不大,一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极,基极不引出,
管壳同样开窗口,以便光线射入。
为增大光照,基区面积做得很大,发射区较小,入射光主要被基区吸收。
工作时集电结反偏,发射结正偏。
在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=(1+β)Icbo(很小),比一般三极管的穿透电流还小;当有光照时,激发大量的电子-空穴对,使得基极产生的电流Ib增大,此刻流过管子的电流称为光电流,集电极电流Ic=(1+β)Ib,可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。
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