【精品课件】型传感器综述
合集下载
《传感器介绍》课件
压力传感器
用于测量液体或气体的压力， 广泛应用于汽车、工业和医疗 设备。
光线传感器
测量光的强度和光谱，用于照 明、自动化和电子设备。
位置传感器
检测物体的位置和运动，用于 机器人、船舶和航空航天领域。
传感器如何工作？
1
传感器的基本原理
传感器利用物理、化学或其他原理感知并测量外部量，如电阻、电流或频率。
什么是传感器？
传感器是一种能够感知并测量外部物理量、化学量或其他特定信息的器件。 它们可靠地将这些信息转换为与之相关的电信号或数字信号，用于监测、控 制和应用。
传感器的应用
温度传感器
用于监测和控制温度，广泛应 用于工业、医疗和家居领域。
湿度传感器
测量空气中的湿度，用于气象、 农业和建筑领域的监测和控制。
1 传感器的作用
2 传感器的应用
传感器起着感知和测量外部信息的关键作用， 为现实世界与数字世界的交互提供基础。
传感器应用广泛，涵盖温度、湿度、压力、 光线等多个领域，为各行各业提供关键数据。
3 传感器的原理
传感器基于不同的物理或化学原理工作，将 外部信息转换为电信号或数字信号。
4 传感器的未来
传感器的发展将继续创新和突破，促进科技 和社会的进步与发展。
传感器的未来发展
传感器的发展趋势
新型传感器技术的出现，如纳 米传感器和柔性传感器，将拓 展传感器应用的边界。
传感器的应用前景
智能城市、医疗健康、工业自 动化等领域将成为传感器应用 的重点开发方向。
传感器的未来发展方向
传感器将更加小型化、智能化， 并融合其他技术，实现更广泛 的应用和更高的性能。
总结
Байду номын сангаас
传感器原理介绍及应用ppt课件
西门子 Senaco AS100 声传感器
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。
目录
1 传感器的基本概念 2 常用传感器 3 公司产品介绍 4 产品应目方案分析
项目评估 工艺流程图
沈阳某电视台网管中心空调自控工程
一、项目背景 通常现代建筑中的中央空调系统冷冻主机的负荷能 随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹 配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，不仅造 成电能的极大耗费，同时也恶化了中央空调的运行 环境和运行质量。 随着新技术、新设备在电视台的 广泛应用，数字化、网络化、智能化有效的提高了 电视信号的播出水平。沈阳某电视台网管中心集中 着电视的大部分关键设备，使用空调自控系统对设 备的安全起到保障作用。因此，这对电视台网管中 心的空调系统自动控制改造提出了更高要求。沈阳 新华控制系统有限公司成功中标沈阳某电视台网管 中心的空调自控系统的设计、安装与调试工程。
常用传感器—霍尔传感器
概念：霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁
场传感器。
分类：霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型
霍尔传感器两种。
结构：霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、
霍尔器件、（次级线圈）和放大电路等组成。
应用：测量电流、位移、转速、风速、流速、自
动电路。
常用传感器—温度传感器
概念：是指能感受温度并转换成可用输出信号的
SITRANS FM MAG 1100 F电 磁流量传感器是 特地为食品、饮 料和制药工业而 设计的，配置各 种卫生型快速接 头。
公司产品介绍—西门子工业业务
西门子 SITRANS P ZD 系列压力测量仪表可 配置的压力变送器， 测量气体、液体和蒸 汽的表压和绝压。带 数字显示，量程比10 ︰1，数字显示与过程 连接的可选经向或轴 向两种方式。
传感器ppt课件
汽车电子
总结词
传感器在汽车电子中发挥重要作用，提高车 辆安全性能和驾驶体验。
详细描述
现代汽车中，传感器被广泛应用于发动机控 制、底盘控制、车身控制等系统中。通过使 用传感器，车辆可以实现燃油喷射、点火时 刻控制、刹车防抱死等复杂的功能。同时， 传感器还为驾驶者提供诸如车速、转速、水 温等实时信息，帮助驾驶者更好地掌握车辆
将传感器输出的信号通过数据采集系统进行 采集，并将其转换为计算机能够处理的数字 信号。
数据处理
采集到的数字信号需要进行数据处理，包括 数据分析和处理、数据存储和检索等，以便 得到有用的信息和结果。
04
传感器在自动化中的应用
工业自动化
要点一
总结词
传感器在工业自动化中应用广泛，提高生产效率和产品质 量。
05
传感器的发展趋势与挑战
新材料与新技术的应用
纳米材料
随着纳米材料的发展，传感器正朝着纳米级精度和灵 敏度的方向发展，提高传感器的响应速度和准确性。
新型传感器材料
新型传感器材料如碳纳米管、石墨烯等具有优异的物理 、化学性能，为传感器设计提供了更多的选择和可能性 。
智能化与微型化趋势
智能化
智能化传感器能够通过算法和数据处理技术对感知数据进行处理、分析和解释，提高传感器输出的准确性和可靠 性。
压电式传感器
总结词
高精度、响应快、适合动态测量
详细描述
压电式传感器利用压电效应原理，通过检测压电材料的电压变化来检测物理量，如压力、加速度等。 由于其具有高精度、响应快、适合动态测量等优点，因此在振动、冲击、噪声等测量领域得到广泛应 用。
磁性传感器
总结词
高灵敏度、宽测量范围、易于实现小型化和集成化
传感器原理及应用PPT教程课件专用
湿度传感器
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
传感检测系统传感器概述ppt课件
根据测量对象与测量环境确定传感器类型； 灵敏度的选择； 频率响应特性； 线性范围； 稳定性； 精度。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任向
开发新的敏感、传感材料 开发研制新型传感器及组成新型测试系统 研究新一代的智能化传感器及测试系统 传感器发展集成化 多功能与多参数传感器的研究 仿生传感器
时所用的时间。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.2.6 传感器的选型原则
（一）与测量条件有关的因素：
（1）被测量的选择； （2）测量范围； （3）被测量频带宽度； （4）精度要求； （5）测量所需要的时间； （6）传感器工作方式（接触与非接触测量、破坏
重复性或再现性：对于相同的输入值，传感器能
给出的完全相同的输出值的能力(占满量程输出的百 分比)。
稳定性：传感器的稳定性是指当它在一段时间内测
量恒定输入时得到相同输出的能力（术语“漂移” 常用来描述随着时间过去时输出量变化）。
死区：指有输入却没有输出时的输入的变化范围。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.2.8 传感器实例
U93力传感器
关键特性：
拉/压双向力传感器 两侧法兰连接，安装
简单 内置TEDS电子数据
表 结构紧凑 结实 不锈钢材料 电缆适合于拖拽
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任向
开发新的敏感、传感材料 开发研制新型传感器及组成新型测试系统 研究新一代的智能化传感器及测试系统 传感器发展集成化 多功能与多参数传感器的研究 仿生传感器
时所用的时间。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.2.6 传感器的选型原则
（一）与测量条件有关的因素：
（1）被测量的选择； （2）测量范围； （3）被测量频带宽度； （4）精度要求； （5）测量所需要的时间； （6）传感器工作方式（接触与非接触测量、破坏
重复性或再现性：对于相同的输入值，传感器能
给出的完全相同的输出值的能力(占满量程输出的百 分比)。
稳定性：传感器的稳定性是指当它在一段时间内测
量恒定输入时得到相同输出的能力（术语“漂移” 常用来描述随着时间过去时输出量变化）。
死区：指有输入却没有输出时的输入的变化范围。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
3.2.8 传感器实例
U93力传感器
关键特性：
拉/压双向力传感器 两侧法兰连接，安装
简单 内置TEDS电子数据
表 结构紧凑 结实 不锈钢材料 电缆适合于拖拽
传感器PPT课件
中的性能。
阶跃响应
传感器对阶跃输入信号的响应 特性，反映传感器的动态跟踪
能力。
阻尼比
描述传感器动态系统阻尼特性 的参数，影响传感器的动态稳
定性。
固有频率
传感器动态系统的固有振动频 率，反映传感器对动态信号的
响应速度。
环境适应性指标评价
温度稳定性
传感器在不同温度下的输出稳 定性，反映传感器对温度变化
降低传感器制造成本，提高可靠性和 寿命是当前面临的挑战。
未来发展感器研究
探索新型传感材料，提高传感器的灵敏度 和响应速度。
借鉴生物感知机制，研发仿生传感器，拓 展应用领域。
多传感器融合技术
智能化传感器网络
利用多传感器融合技术，提高测量精度和 可靠性。
构建智能化传感器网络，实现传感器之间 的协同工作和自组织能力。
、电阻等。
测量电路对转换元件输出的电信 号进行放大、滤波、转换等处理 ，以便于后续的数据采集、传输
和处理。
信号转换与处理
信号转换
将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机等数字设备进行处理。常见的信 号转换方式有A/D转换和V/F转换等。
信号处理
对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力 。常见的信号处理方式有放大电路、滤波电路和线性化电路等。
分类
根据输入物理量可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、 加速度传感器、光线传感器等。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要应用于军事领域。随着科技的不断进步，传感器逐渐应 用于民用领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。近年来，随着物联网、人工智能等技术的快 速发展，传感器技术也取得了巨大的进步。
阶跃响应
传感器对阶跃输入信号的响应 特性，反映传感器的动态跟踪
能力。
阻尼比
描述传感器动态系统阻尼特性 的参数，影响传感器的动态稳
定性。
固有频率
传感器动态系统的固有振动频 率，反映传感器对动态信号的
响应速度。
环境适应性指标评价
温度稳定性
传感器在不同温度下的输出稳 定性，反映传感器对温度变化
降低传感器制造成本，提高可靠性和 寿命是当前面临的挑战。
未来发展感器研究
探索新型传感材料，提高传感器的灵敏度 和响应速度。
借鉴生物感知机制，研发仿生传感器，拓 展应用领域。
多传感器融合技术
智能化传感器网络
利用多传感器融合技术，提高测量精度和 可靠性。
构建智能化传感器网络，实现传感器之间 的协同工作和自组织能力。
、电阻等。
测量电路对转换元件输出的电信 号进行放大、滤波、转换等处理 ，以便于后续的数据采集、传输
和处理。
信号转换与处理
信号转换
将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便于计算机等数字设备进行处理。常见的信 号转换方式有A/D转换和V/F转换等。
信号处理
对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的信噪比和抗干扰能力 。常见的信号处理方式有放大电路、滤波电路和线性化电路等。
分类
根据输入物理量可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、 加速度传感器、光线传感器等。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要应用于军事领域。随着科技的不断进步，传感器逐渐应 用于民用领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。近年来，随着物联网、人工智能等技术的快 速发展，传感器技术也取得了巨大的进步。
传感器技术概述 课件
是通过实验方法测到的，通常是一条曲线——定度曲线。
3、描述静态特性的参数 （1）非线性度：定度曲线与拟合直线的接近程度。
常用百分数表示 非线性度 ＝B 100% A
拟合直线的确定，常用的主要有两种：端基直线和独立直线。 （1）端基直线是指通过测量范围的上下限点的直线。 显然用端基直线来代替实际的输入、输出曲线，其求解过程 比较简单，但是其非线性度较差。
分类法
按被测量 种类
按工作原 理分类
型式
位移、温度、压力、流量
应变式、电容式、电感式、压电式、 光电式
按被测量 结构型，如电容式，电阻应变片； 转换特征 （构成原 物性型，如压电式，水银温度计，双
理） 金属片
能量控制型，如RLC式 按能量传
递方式
能量转换型，如热电偶温度计
按输出量
模拟式 数字式
说明
这种分类便于传感器的 管理
6.其它选用原则
6. 传感器技术的应用
1、日常生活
在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用 了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。
全自动洗衣机中的传感器： 衣物重量传感器，衣质传 感器，水温传感器，水质 传感器，洗净度传感器, 液位传感器，电阻传感器 (衣物烘干检测)。
透光率传感器 指纹传感器
温湿度传感器
温度传感器
2、机械行业
（1）产品质量测量
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其 性能质量进行测量和出厂检验。
机床加工精度测量
汽车扭距测量
（2）新产品开发
广州中鸣数码的机器狗
（3）自动控制
转动/移动位置传感器、力传感器、 视觉传感器、听觉传感器、接近距 离传感器、触觉传感器、热觉传感 器、嗅觉传感器。
3、描述静态特性的参数 （1）非线性度：定度曲线与拟合直线的接近程度。
常用百分数表示 非线性度 ＝B 100% A
拟合直线的确定，常用的主要有两种：端基直线和独立直线。 （1）端基直线是指通过测量范围的上下限点的直线。 显然用端基直线来代替实际的输入、输出曲线，其求解过程 比较简单，但是其非线性度较差。
分类法
按被测量 种类
按工作原 理分类
型式
位移、温度、压力、流量
应变式、电容式、电感式、压电式、 光电式
按被测量 结构型，如电容式，电阻应变片； 转换特征 （构成原 物性型，如压电式，水银温度计，双
理） 金属片
能量控制型，如RLC式 按能量传
递方式
能量转换型，如热电偶温度计
按输出量
模拟式 数字式
说明
这种分类便于传感器的 管理
6.其它选用原则
6. 传感器技术的应用
1、日常生活
在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用 了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。
全自动洗衣机中的传感器： 衣物重量传感器，衣质传 感器，水温传感器，水质 传感器，洗净度传感器, 液位传感器，电阻传感器 (衣物烘干检测)。
透光率传感器 指纹传感器
温湿度传感器
温度传感器
2、机械行业
（1）产品质量测量
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其 性能质量进行测量和出厂检验。
机床加工精度测量
汽车扭距测量
（2）新产品开发
广州中鸣数码的机器狗
（3）自动控制
转动/移动位置传感器、力传感器、 视觉传感器、听觉传感器、接近距 离传感器、触觉传感器、热觉传感 器、嗅觉传感器。
传感器概述优质获奖课件
2 按传感器旳构成原理
构造型与物性型两大类。
• 物性型传感器是利用某些材料本身旳物理性质
随被测量变化旳特征而实现参数旳直接转换。 这种类型旳传感器具有敏捷度高、响应速度快、 构造简朴、便于集成等特点，是传感器旳发展 方向之一。
• 构造型传感器是利用物理学中场旳定律构成旳，
涉及动力场旳运动定律，电磁场旳电磁定律等。 物理学中旳定律一般是以方程式给出旳。对于 传感器来说，这些方程式也就是许多传感器在 工作时旳数学模型。
传感器旳正确选用
（一）与测量条件有关旳原因 （二）与传感器有关旳技术指标 （三）与使用环境条件有关旳原因 （四）与购置和维修有关旳原因
式中 Δmax —— 输出最大偏差； ΔT —— 温度变化范围； YFS —— 满量程输出。
2 传感器旳动态特征
• 指传感器旳输出对随时间变化旳输入量旳响应特
征。反应输出值真实再现变化着旳输入量旳能力。
• 研究传感器旳动态特征主要是从测量误差角度分
析产生动态误差旳原因以及改善措施。 时域：瞬态响应法 频域：频率响应法
10
1.1 11 0.7
0.7 0.2 7.3
传感器旳发展方向：
传感器已经成为当代信息技术系统三大支柱之一，在 工业、农业、航空航天、军事国防等领域得到了日益广泛 旳应用。其发展方向主要有下列几种方面： （1）利用新旳物理现象、化学反应、生物效应设计传感器。 （2）引入数据融合技术。 （3）使用新型材料，向微功耗、集成化及无源化发展。 （4）采用新旳加工技术。 （5）向微型化发展。 （6）向高可靠性、宽温度范围发展等。
有些传感器旳工作原理具有两种以上原理旳复合形 式，如不少半导体式传感器，也可看成电参量式传感
器。
5 按照传感器旳用途
构造型与物性型两大类。
• 物性型传感器是利用某些材料本身旳物理性质
随被测量变化旳特征而实现参数旳直接转换。 这种类型旳传感器具有敏捷度高、响应速度快、 构造简朴、便于集成等特点，是传感器旳发展 方向之一。
• 构造型传感器是利用物理学中场旳定律构成旳，
涉及动力场旳运动定律，电磁场旳电磁定律等。 物理学中旳定律一般是以方程式给出旳。对于 传感器来说，这些方程式也就是许多传感器在 工作时旳数学模型。
传感器旳正确选用
（一）与测量条件有关旳原因 （二）与传感器有关旳技术指标 （三）与使用环境条件有关旳原因 （四）与购置和维修有关旳原因
式中 Δmax —— 输出最大偏差； ΔT —— 温度变化范围； YFS —— 满量程输出。
2 传感器旳动态特征
• 指传感器旳输出对随时间变化旳输入量旳响应特
征。反应输出值真实再现变化着旳输入量旳能力。
• 研究传感器旳动态特征主要是从测量误差角度分
析产生动态误差旳原因以及改善措施。 时域：瞬态响应法 频域：频率响应法
10
1.1 11 0.7
0.7 0.2 7.3
传感器旳发展方向：
传感器已经成为当代信息技术系统三大支柱之一，在 工业、农业、航空航天、军事国防等领域得到了日益广泛 旳应用。其发展方向主要有下列几种方面： （1）利用新旳物理现象、化学反应、生物效应设计传感器。 （2）引入数据融合技术。 （3）使用新型材料，向微功耗、集成化及无源化发展。 （4）采用新旳加工技术。 （5）向微型化发展。 （6）向高可靠性、宽温度范围发展等。
有些传感器旳工作原理具有两种以上原理旳复合形 式，如不少半导体式传感器，也可看成电参量式传感
器。
5 按照传感器旳用途
《新型传感器》课件
发展趋势
未来传感器的发展趋势是微型化、智 能化、多功能化和网络化，传感器将 更加小巧、智能、多功能和易于联网 ，能够更好地满足人们生产和生活的 需求。
01
新型传感器的技术 原理
新型传感器的技术原理简介
新型传感器技术原理主要包括物理、化学和生物传感 器等，它们通过将物理、化学或生物量转化为可测量
的电信号，实现对各种参数的测量。
输标02入题
物理传感器主要基于压阻效应、压电效应、热电效应 等物理原理，将物理量（如压力、温度、位移等）转 换为电信号。
01
03
生物传感器则利用生物分子的特异性反应，实现对生 物分子浓度的测量。
04
化学传感器则利用化学反应的原理，将化学量（如气 体、离子、生物分子等）转化为电信号。
新型传感器的应用领域
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
01
新型传感器的实际 应用案例
智能家居领域的实际应用案例
智能家居控制
新型传感器可以用于智能家居控制系 统，实现家庭环境的智能化控制，如 自动调节室内温度、控制灯光亮度等 。
安全监控
智能家电
新型传感器可以用于智能家电产品， 如智能冰箱、智能洗衣机等，提高家 电产品的智能化水平。
新型传感器可以用于家庭安全监控， 如门窗传感器、烟雾报警器等，提高 家庭安全防范能力。
作用
传感器的作用是将被测量的非电学量转换成电信号，以满足 信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
重要性
传感器在工业自动化、智能家居、医疗、环保等领域中发挥 着重要作用，能够实现各种物理量、化学量、生物量等的测 量和自动化控制，提高了生产效率和生活品质。
未来传感器的发展趋势是微型化、智 能化、多功能化和网络化，传感器将 更加小巧、智能、多功能和易于联网 ，能够更好地满足人们生产和生活的 需求。
01
新型传感器的技术 原理
新型传感器的技术原理简介
新型传感器技术原理主要包括物理、化学和生物传感 器等，它们通过将物理、化学或生物量转化为可测量
的电信号，实现对各种参数的测量。
输标02入题
物理传感器主要基于压阻效应、压电效应、热电效应 等物理原理，将物理量（如压力、温度、位移等）转 换为电信号。
01
03
生物传感器则利用生物分子的特异性反应，实现对生 物分子浓度的测量。
04
化学传感器则利用化学反应的原理，将化学量（如气 体、离子、生物分子等）转化为电信号。
新型传感器的应用领域
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
01
新型传感器的实际 应用案例
智能家居领域的实际应用案例
智能家居控制
新型传感器可以用于智能家居控制系 统，实现家庭环境的智能化控制，如 自动调节室内温度、控制灯光亮度等 。
安全监控
智能家电
新型传感器可以用于智能家电产品， 如智能冰箱、智能洗衣机等，提高家 电产品的智能化水平。
新型传感器可以用于家庭安全监控， 如门窗传感器、烟雾报警器等，提高 家庭安全防范能力。
作用
传感器的作用是将被测量的非电学量转换成电信号，以满足 信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
重要性
传感器在工业自动化、智能家居、医疗、环保等领域中发挥 着重要作用，能够实现各种物理量、化学量、生物量等的测 量和自动化控制，提高了生产效率和生活品质。
传感器课件(PPT)可修改全文
传感器
一传感器
1、有时被称为检测器、探测器或变换器
传感器：检测非电信号，并按一定规律使之转换 成电信号的器件或装置。
2、传感器结构
敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理
（1）热敏电阻 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
B、环境监控，火灾报警装置
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 （1）水位传感器 （2）负载传感器 （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 2、电冰箱中的传感器 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。
3、家用报警器
火警报警器、 测温度，测流体流量
C、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器
用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。
光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器
（2）磁敏感元件 对磁感应强度变化敏感
传感器的简单应用
二、常用传感器 1、温度传感器
A、热双金属片传感器
将膨胀系数差别大的不 同金属片焊接或轧制成 一体
工作原理：受热后，双金 属片产生变形
B、热电阻传感器
金属的电阻R与温度t的关系 R R0 (1 t)
选材要求：要求 值（温度系数）稳定不因为
一传感器
1、有时被称为检测器、探测器或变换器
传感器：检测非电信号，并按一定规律使之转换 成电信号的器件或装置。
2、传感器结构
敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理
（1）热敏电阻 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
B、环境监控，火灾报警装置
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 （1）水位传感器 （2）负载传感器 （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 2、电冰箱中的传感器 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。
3、家用报警器
火警报警器、 测温度，测流体流量
C、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器
用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。
光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器
（2）磁敏感元件 对磁感应强度变化敏感
传感器的简单应用
二、常用传感器 1、温度传感器
A、热双金属片传感器
将膨胀系数差别大的不 同金属片焊接或轧制成 一体
工作原理：受热后，双金 属片产生变形
B、热电阻传感器
金属的电阻R与温度t的关系 R R0 (1 t)
选材要求：要求 值（温度系数）稳定不因为
传感器的类型ppt课件
▪ 传感器是将感知到的各种信号转换成易测量 的信号，把相应的信号输入计算机，计算机 发出指令，控制各执行机构。
.
§3-1传感器的定义
一、传感器的定义（ Transducer/Sensor ） ▪ 定义：将被测参量转换为与之对应的，易
于测量，传输和处理的信号的装置。
GB7665一87：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。
.
§3-2-2 电位计式传感器
回转型变阻器式传感器，其电阻值随转角而变化。
其灵敏度
S
dR
d
k
式中α—转角[rad]
kα—单位弧度对应的电阻值。
.
§3-2-2 电位计式传感器
非线性变阻器式传感器，或称为函数电位器。 当被测量与电刷位移x之间具有某种函数关系时， 通过它可以获得输出电阻与输入被测量的线性关 系。设r(x)为电位器任意瞬时位置（微小区间Δx） 内的电阻，则电阻位移为x时总电阻值为：
KS由两部分组成：
前一部分是（1+2μ），由材料的几何尺寸变化引起，一般
金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6；
后一部分为
l
/，电阻率随应变而引起的（称“压阻效应”）。
/l
对金属材料，以前者为主，则KS≈ 1+2μ；
对半导体， KS值主要由电阻率相对变化所决定。
实验表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴
第三章 传感器
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-6
传感器的概念 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器
.
第三章 传感器
▪ 传感器是人类五官的延长，又称之为电五 官；
信息 传感器技术 通信技术 计算机技术
.
§3-1传感器的定义
一、传感器的定义（ Transducer/Sensor ） ▪ 定义：将被测参量转换为与之对应的，易
于测量，传输和处理的信号的装置。
GB7665一87：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。
.
§3-2-2 电位计式传感器
回转型变阻器式传感器，其电阻值随转角而变化。
其灵敏度
S
dR
d
k
式中α—转角[rad]
kα—单位弧度对应的电阻值。
.
§3-2-2 电位计式传感器
非线性变阻器式传感器，或称为函数电位器。 当被测量与电刷位移x之间具有某种函数关系时， 通过它可以获得输出电阻与输入被测量的线性关 系。设r(x)为电位器任意瞬时位置（微小区间Δx） 内的电阻，则电阻位移为x时总电阻值为：
KS由两部分组成：
前一部分是（1+2μ），由材料的几何尺寸变化引起，一般
金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6；
后一部分为
l
/，电阻率随应变而引起的（称“压阻效应”）。
/l
对金属材料，以前者为主，则KS≈ 1+2μ；
对半导体， KS值主要由电阻率相对变化所决定。
实验表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴
第三章 传感器
§3-1 §3-2 §3-3 §3-4 §3-6
传感器的概念 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器
.
第三章 传感器
▪ 传感器是人类五官的延长，又称之为电五 官；
信息 传感器技术 通信技术 计算机技术
新型传感器原理及应用ppt课件
半导瓷材料的表面电阻下降。由此可见，不论是N型还是P型 半导瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降。
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
为电子电荷数； 为η材料的量子效率 ；A为受光面积；hv为光子的能量。
P-N结光伏效应
结型光电器件用作探测器时，有两种工 作模式，即工作在反偏置的光电导工作模式 或零偏置的光伏工作模式。
当负载电阻RL断开（IL=0）时，P-N结两 端的电压称为开路电压，用UOC表示，则
U O Ckq Tln(1IIP 0)kq Tln(SIE 0E)
光敏 二极管
光敏 三极管
硅光电池
光敏二极管和硅光电池的伏安特性一致， 只不过是工作在不同的偏置下；光电三极管则 可以看作光电二极管注入基极电流的普通三极 管，及伏安特性与普通三极管相同，只不过其 曲线中的基极电流为光生电流。
3. 科顿效应
能使左、右旋圆偏振光传输速度相异的旋光 性物质（或称光学活性物质，如芳香族化合物 ），在直线偏振光入射并透过时，会产生 α 角 的偏转，这种现象称为科顿效应。
P-N结光伏效应
IL IPID
IDI0(eqU/(kT) 1)
UIL(RLRS)
I L I P I D I P I 0 ( e q U / ( k T ) 1 ) S E [ E I 0 ( e q U / ( k T ) 1 ]
SE qA/(hv) SE为光电灵敏度（光照灵敏度）；q
1.压电效应：当具有压电效应的材料受到沿一
定方向的外力作用而变形时，在其某两个表面 上将产生极性相反的电荷。常见压电材料有石 英晶体（水晶）、铌酸锂（LiNbO3）、镓酸锂 （LiGaO3）锗酸铋（Bi12GeO3）等单晶体和经 过极化处理的多晶体如钛酸钡、锆钛酸压电陶 瓷（PZT），此外还有高分子压电薄膜如聚偏 二氟乙烯（PVDF）、压电半导体（ZnO）等1 新型传感效应 2 新型敏感材料 3 新加工工艺 4 新型传感器的发展方向
一、新型传感效应
按引起传感效应的物理量类型来区分，新 型传感效应分为：
光效应 磁效应 力效应
化化学学效效应应 生物效应
光效应
光电效应： （1）光电导效应 （2）光伏效应
电光效应： （1）科顿（Cotton）效应 （2）光弹效应
光的多普勒效应
1. 光电导效应
光辐射作用使材料的 电导率发生变化，而 这种变化与光辐射强 度呈稳定的对应关系 。称为光电导效应。
典型器件：光敏电阻（GeAs）
光电导效应
光电导材料有本征型 和掺杂型 两种类型。
本征型光电导材料只有当入射光子能量hv等于 或大于半导材料的禁带宽度Eg时才激发一个电子空 穴对，在外电场作用下形成光电流。
其中
为入射光波长，n
、
1
nr
分别为左、右
旋偏振光在媒质中的折射率。透过的合成直
线偏振光偏转的角度 则为：
=1r d(n1nr)
2
磁效应
磁光效应： （1）法拉第效应 （2）克尔效应
磁电效应： （1）霍尔（Hall）效应 （2）磁阻效应
压磁效应： （1）磁致伸缩效应 （2）威德曼效应
约瑟夫效应 核磁共振
为材料在磁场下产生了自由应变 0
力效应
0 CH1/2
式中，常数C的确定：磁性材料在饱和场强 H S 2 0 0 O e ( 1 O e 7 9 .5 7 7 5 A /m )下，测得的饱和 磁致伸缩系数 S 30106, 此时
C S H S 1 /2 2 .1 1 0 6 ( 1 /O e 1 /2 )
电子向薄片的一侧偏转，从而使薄片的两侧产生 电位差 U H 。所产生的电位差称为霍尔电势，霍 尔电势与激励电流I B 的关系为：UH KHIBB 式中，K H 为霍尔常数。
由于材料及制作工艺的原因，霍尔元件存在 温度效应和不等位电势的问题。实际应用中必须 考虑霍尔元件的温度和不等位电势的补偿问题。
力效应
光电导效应
典型器件光敏电阻（GeAs），具有与人 眼十分相近的光谱响应特征。在可见光亮度 测量中广泛采用光敏电阻，例如照相机自动 曝光系统中的亮度测量等。
2. P-N结光伏效应
当光照射P-N结时，只要入射光子能量大于材 料禁带宽度，就会在结区产生电子-空穴对。这些 非平衡载流子在内电场作用下，按一定方向运动 ，在开路状态下形成电荷积累，产生了一个与内 电场方向相反的光生电场，及光生电压Uoc，这就 是所谓的光生伏特效应。
科顿效应
科顿效应
直线偏振光是由左、右旋圆偏振光的合成 ，因此当它入射于旋光性物质时，左右旋偏 振光因传播速度不同而使其折射率各不相同 。而圆偏振光每前进一个波长距离就有一次 旋转，所以左右旋偏振光透过厚度为d的旋光 性物质后，旋转的角度分别为：
1=2d/12dn1/r=2d/r2dnr/
科顿效应
法拉第效应
法拉第效应又称为磁致旋光效应。当线偏 振光通过处于磁场下的透明介质时，光 线的偏
振面（光矢量振动方向）将发生偏转，其偏转
角 与磁感应强度B以及介质的长度L成如下比
例关系： KBL
式中，K是物质的特性常数，及维尔德（Verdet ）常数，其数值与光波波长和温度有关。
霍尔效应
霍尔效应实际是基于洛伦兹力的效应。当电 流通过半导体薄片时，垂直于电流方向的磁场B使
掺杂型光电导材料只要入射光子能量hv等于或大 于杂质电离能ΔE时就能把施主能级上的电子激发到 导带而形成导电电子，在外电场作用下形成电流。
光电导效应
光电导器件的光电流与入射光通量之间存 在着一定的关系，称为光电特性。
IPSgU EgPU
E 为入射光的光照度；
g P 为光敏电阻的光导； S g 为光电导灵敏度。
P-N结光伏效应
当负载电阻短路（即RL=0）时，光生电 压接近于零，流过器件的电流叫做短路电流ISC ，这时光生载流子不再积累于P-N结两侧，P-N 结又恢复到平衡状态，费米能级被拉平而势垒 高度恢复到无光照时的水平，短路电流与光照
度E成正比。ISCIPSEE
P-N结光伏效应
基于光伏效应的P-N结光电器件有三种：
力效应
2.磁致伸缩效应：某些铁磁体及其合金以及某些铁氧
体在磁场作用下将产生机械变形，其尺寸、大小会作 相应的伸缩，称为磁致伸缩效应（焦耳效应）。
磁致伸缩效应与磁性物质内部的磁畴变化有关。 受到外磁场作用时，其体内各磁畴转动并使它们的磁 化方向与外磁场保持一致，导致磁性体沿外磁场方向 的长度发生 105 106量级的变化。从宏观角度理解
P-N结光伏效应
结型光电器件用作探测器时，有两种工 作模式，即工作在反偏置的光电导工作模式 或零偏置的光伏工作模式。
当负载电阻RL断开（IL=0）时，P-N结两 端的电压称为开路电压，用UOC表示，则
U O Ckq Tln(1IIP 0)kq Tln(SIE 0E)
光敏 二极管
光敏 三极管
硅光电池
光敏二极管和硅光电池的伏安特性一致， 只不过是工作在不同的偏置下；光电三极管则 可以看作光电二极管注入基极电流的普通三极 管，及伏安特性与普通三极管相同，只不过其 曲线中的基极电流为光生电流。
3. 科顿效应
能使左、右旋圆偏振光传输速度相异的旋光 性物质（或称光学活性物质，如芳香族化合物 ），在直线偏振光入射并透过时，会产生 α 角 的偏转，这种现象称为科顿效应。
P-N结光伏效应
IL IPID
IDI0(eqU/(kT) 1)
UIL(RLRS)
I L I P I D I P I 0 ( e q U / ( k T ) 1 ) S E [ E I 0 ( e q U / ( k T ) 1 ]
SE qA/(hv) SE为光电灵敏度（光照灵敏度）；q
1.压电效应：当具有压电效应的材料受到沿一
定方向的外力作用而变形时，在其某两个表面 上将产生极性相反的电荷。常见压电材料有石 英晶体（水晶）、铌酸锂（LiNbO3）、镓酸锂 （LiGaO3）锗酸铋（Bi12GeO3）等单晶体和经 过极化处理的多晶体如钛酸钡、锆钛酸压电陶 瓷（PZT），此外还有高分子压电薄膜如聚偏 二氟乙烯（PVDF）、压电半导体（ZnO）等1 新型传感效应 2 新型敏感材料 3 新加工工艺 4 新型传感器的发展方向
一、新型传感效应
按引起传感效应的物理量类型来区分，新 型传感效应分为：
光效应 磁效应 力效应
化化学学效效应应 生物效应
光效应
光电效应： （1）光电导效应 （2）光伏效应
电光效应： （1）科顿（Cotton）效应 （2）光弹效应
光的多普勒效应
1. 光电导效应
光辐射作用使材料的 电导率发生变化，而 这种变化与光辐射强 度呈稳定的对应关系 。称为光电导效应。
典型器件：光敏电阻（GeAs）
光电导效应
光电导材料有本征型 和掺杂型 两种类型。
本征型光电导材料只有当入射光子能量hv等于 或大于半导材料的禁带宽度Eg时才激发一个电子空 穴对，在外电场作用下形成光电流。
其中
为入射光波长，n
、
1
nr
分别为左、右
旋偏振光在媒质中的折射率。透过的合成直
线偏振光偏转的角度 则为：
=1r d(n1nr)
2
磁效应
磁光效应： （1）法拉第效应 （2）克尔效应
磁电效应： （1）霍尔（Hall）效应 （2）磁阻效应
压磁效应： （1）磁致伸缩效应 （2）威德曼效应
约瑟夫效应 核磁共振
为材料在磁场下产生了自由应变 0
力效应
0 CH1/2
式中，常数C的确定：磁性材料在饱和场强 H S 2 0 0 O e ( 1 O e 7 9 .5 7 7 5 A /m )下，测得的饱和 磁致伸缩系数 S 30106, 此时
C S H S 1 /2 2 .1 1 0 6 ( 1 /O e 1 /2 )
电子向薄片的一侧偏转，从而使薄片的两侧产生 电位差 U H 。所产生的电位差称为霍尔电势，霍 尔电势与激励电流I B 的关系为：UH KHIBB 式中，K H 为霍尔常数。
由于材料及制作工艺的原因，霍尔元件存在 温度效应和不等位电势的问题。实际应用中必须 考虑霍尔元件的温度和不等位电势的补偿问题。
力效应
光电导效应
典型器件光敏电阻（GeAs），具有与人 眼十分相近的光谱响应特征。在可见光亮度 测量中广泛采用光敏电阻，例如照相机自动 曝光系统中的亮度测量等。
2. P-N结光伏效应
当光照射P-N结时，只要入射光子能量大于材 料禁带宽度，就会在结区产生电子-空穴对。这些 非平衡载流子在内电场作用下，按一定方向运动 ，在开路状态下形成电荷积累，产生了一个与内 电场方向相反的光生电场，及光生电压Uoc，这就 是所谓的光生伏特效应。
科顿效应
科顿效应
直线偏振光是由左、右旋圆偏振光的合成 ，因此当它入射于旋光性物质时，左右旋偏 振光因传播速度不同而使其折射率各不相同 。而圆偏振光每前进一个波长距离就有一次 旋转，所以左右旋偏振光透过厚度为d的旋光 性物质后，旋转的角度分别为：
1=2d/12dn1/r=2d/r2dnr/
科顿效应
法拉第效应
法拉第效应又称为磁致旋光效应。当线偏 振光通过处于磁场下的透明介质时，光 线的偏
振面（光矢量振动方向）将发生偏转，其偏转
角 与磁感应强度B以及介质的长度L成如下比
例关系： KBL
式中，K是物质的特性常数，及维尔德（Verdet ）常数，其数值与光波波长和温度有关。
霍尔效应
霍尔效应实际是基于洛伦兹力的效应。当电 流通过半导体薄片时，垂直于电流方向的磁场B使
掺杂型光电导材料只要入射光子能量hv等于或大 于杂质电离能ΔE时就能把施主能级上的电子激发到 导带而形成导电电子，在外电场作用下形成电流。
光电导效应
光电导器件的光电流与入射光通量之间存 在着一定的关系，称为光电特性。
IPSgU EgPU
E 为入射光的光照度；
g P 为光敏电阻的光导； S g 为光电导灵敏度。
P-N结光伏效应
当负载电阻短路（即RL=0）时，光生电 压接近于零，流过器件的电流叫做短路电流ISC ，这时光生载流子不再积累于P-N结两侧，P-N 结又恢复到平衡状态，费米能级被拉平而势垒 高度恢复到无光照时的水平，短路电流与光照
度E成正比。ISCIPSEE
P-N结光伏效应
基于光伏效应的P-N结光电器件有三种：
力效应
2.磁致伸缩效应：某些铁磁体及其合金以及某些铁氧
体在磁场作用下将产生机械变形，其尺寸、大小会作 相应的伸缩，称为磁致伸缩效应（焦耳效应）。
磁致伸缩效应与磁性物质内部的磁畴变化有关。 受到外磁场作用时，其体内各磁畴转动并使它们的磁 化方向与外磁场保持一致，导致磁性体沿外磁场方向 的长度发生 105 106量级的变化。从宏观角度理解