半导体传感器教学PPT课件

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传感器原理半导体式课件

传感器原理半导体式课件

光电传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号,广泛应用于光照强度、光亮度、颜色等参数的检测 。
详细描述
光电传感器通常由光敏元件和辅助元件组成,当光敏元件受到光照时,其电阻值会发生变化,从而产 生电信号。在实践中,光电传感器常用于自动控制、机器人视觉、安全监控等领域。
热电偶传感器的应用实例
光电传感器在环境监测、图像识别、 光通信等领域有广泛应用,例如在自 动控制系统中用于检测物体位置和运 动速度等。
热电偶传感器
热电偶传感器利用热电效应,将温度差转换为电信号。热电偶传感器具有测量精 度高、稳定性好、响应速度快等优点。
热电偶传感器广泛应用于温度测量和控制系统,如工业炉温控制、发动机温度监 测等。
、噪声等环境参数。
在医疗健康领域,传感器 用于监测生理参数,如血
压、血糖、心电等。
02
半导体式传感器原理
半导体材料特性
半导体材料具有导电 性,介于金属和非金 属之间。
半导体材料中载流子 的种类和浓度对传感 器的性能有重要影响。
半导体材料的电阻率 随温度、光照、磁场 等外部条件的变化而 变化。
半导体式传感器工作原理
传感器分类
根据不同的分类标准,传感器可以分 为多种类型,如按工作原理可分为机 械式、光学式、半导体式等;按输出 信号可分为模拟式和数字式等。
传感器的工作原理
转换原理
传感器的工作原理是将输入的非电信号转换为电信号。不同的传感器采用不同 的转换原理,如电阻式传感器利用电阻随压力变化的原理,电容式传感器利用 电容量随位移变化的原理等。
未来发展方向
未来半导体式传感器的发展方向包 括高精度、高稳定性、微型化、集 成化、智能化和网络化等,同时将 不断拓展新的应用领域。

《半导体传感器》PPT课件

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10.3 色敏传感器
10.3.1 半导体色敏传感器的基本原理 ◆半导体色敏传感器相当于两只结深不同的光电极
二极管的组合,故又称光电双结二极管。其结构 原理及等效电路如图10-9所示。为了说明色敏传 感器的工作原理,有必要了解光电二极的工作机 理。
图10-9 半导体色敏传感器结构
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10.3 色敏传感器
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10.1 半导体气敏传感器
10.1.2 气敏传感器的种类
◆气敏电阻元件种类很多,按制造工艺上分烧结 型、薄膜型、厚膜型。
1. 烧结型气敏元件将元件的电极和加热器均埋在
金属氧化物气敏材料中,经加热成型后低温烧
结而成。目前最常用的是氧化锡(SnO2)烧结
型气敏元件,它的加热温度较低,一般在200~
300℃,SnO2气敏半导体对许多可燃性气体,
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10.1 半导体气敏传感器
◆氧化锌(ZnO)薄膜型气敏元件以石英玻璃或陶 瓷作为绝缘基片,通过真空镀膜在基片上蒸镀 锌金属,用铂或钯膜作引出电极,最后将基片 上的锌氧化。氧化锌敏感材料是N型半导体,当 添加铂作催化剂时,对丁烷、丙烷、乙烷等烷 烃气体有较高的灵敏度,而对H2、CO2等气体灵 敏度很低。若用钯作催化剂时,对H2、CO有较 高的灵敏度,而对烷烃类气体灵敏度低。因此, 这种元件有良好的选择性,工作温度在400~500 ℃的较高温度。
第10章 半导体传感器
1 10.1 半导体气敏传感器 2 10.2 湿敏传感器 3 10.3 色敏传感器 4 10.4 半导体式传感器的应用
1
10.1 半导体气敏传感器
气敏传感器是用来测量气体的类别、浓度和成 分的传感器,而半导体气敏传感器是目前实际使用 最多的是半导体气敏传感器。 ◆由于气体种类繁多,性质也各不相同,不可能用一 种传感器检测所有类别的气体,因此半导体气敏传 感器的种类非常多。 ◆目前半导体气敏传感器常用于工业上天然气、煤气、 石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的 监测、预报和自动控制。

44半导体集成温度传感器精品PPT课件

44半导体集成温度传感器精品PPT课件
在正常测温情况下,DS1820的测温分辨力为0.5℃,可采用下 述方法获得高分辨率的温度测量结果:首先用DS1820提供的读暂 存器指令(BEH)读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果,然后切 去测量结果中的最低有效位(LSB),得到所测实际温度的整数 部分Tz,然后再用BEH指令取计数器1的计数剩余值Cs和每度计数 值CD。考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进 位界限的关系,实际温度Ts可用下式计算:
线性特性,对曲线分段校正,
T
线性双积分A/D转换的基本公
测 量
式为:

0
80ºC
TC标准值
测量误差曲线
100ºC
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
时,由于读写在操作上是分开的,故不存在信号竞争问 题。
DS1820采用了一种单线总线系统,即可用一根线连 接主从器件,DS1820作为从属器件,主控器件一般为 微处理器。单线总线仅由一根线组成,与总线相连的 器件应具有漏极开路或三态输出,以保证有足够负载 能力驱动该总线。DS1820的I/O端是开漏输出的,单线 总线要求加一只5kΩ左右的上拉电阻。
4 DS1820温度检测系统原理
由于单线数字温度传感器DS1820具有在一条总线上可同时挂 接多片的显著特点,可同时测量多点的温度,而且DS1820的连 接线可以很长,抗干扰能力强,便于远距离测量,因而得到了 广泛应用。
89C51
P1.0
Tx P1.1

《半导体传感器》课件

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应用领域
开拓新的应用领域,如医疗健康、环境监测、智能交 通和智能家居等,以满足不断增长的市场需求。
市场
加强国际合作与交流,推动传感器技术的国际市场拓展 ,提高国际竞争力。
THANKS
感谢观看
气体传感器
总结词
检测空气中的有害气体
详细描述
气体传感器利用半导体的气敏效应,能够检 测空气中的有害气体,如一氧化碳、二氧化 硫等。这些传感器在环境保护、工业安全等 领域有广泛应用。
紫外线传感器
总结词
监测紫外线的强度和照射时间
详细描述
紫外线传感器能够监测环境中紫外线的强度 和照射时间,对于预防紫外线辐射损伤和保 护皮肤健康具有重要意义。这些传感器广泛
敏感材料
敏感材料是半导体传感器的重要组成 部分,负责将待测物理量转换为电信 号。
选择敏感材料时需要考虑其稳定性、 灵敏度、响应速度和耐腐蚀性等性能 指标。
常见的敏感材料包括金属氧化物、硅 、陶瓷等,它们具有不同的特性,适 用于不同的应用场景。
敏感材料的制备方法包括化学气相沉 积、物理气相沉积、溶胶-凝胶法等, 这些方法能够控制材料的成分和结构 ,从而影响传感器的性能。
测试的目的是检测传感器的性能指标是 否达到设计要求,以及在不同条件下的 稳定性和可靠性。
03
半导体传感器的性能参数
线性范围与灵敏度
线性范围
衡量传感器输出与输入之间线性关系 的参数,即输入量在一定范围内变化 时,输出量与输入量成正比。
灵敏度
表示传感器输出变化量与输入变化量 之比,即单位输入变化引起的输出变 化量。
半导体传感器的主要应用领域
医疗领域
用于生理参数的监测,如体温、血压、血氧 饱和度等。
环保领域

半导体温度传感器课件

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量精度和稳定性。
输出信号处理电路的设计也是半 导体温度传感器性能的关键因素
之一。
03
半导体温度传感器的应 用
CHAPTER
工业测温
总结词 详细描述
医疗设备
总结词
详细描述
汽车电子
总结词
汽车电子系统中的半导体温度传感器主要用于发动机、空调等系统的温度监测和 控制,提高汽车的安全性和舒适性。
详细描述
殊需求。
智能化与网络化
结合物联网和人工智能技术,半 导体温度传感器可以实现远程监 控、实时数据处理和智能诊断等 功能,提升传感器应用的智能化
水平。
高精度与高可靠性
随着工业自动化和智能制造的快 速发展,对半导体温度传感器的 测量精度和可靠性提出了更高的 要求,促使传感器不断优化设计、
提升性能。
技术挑战与机遇
随着汽车电子技术的不断发展,温度传感器在汽车中的应用越来越广泛。半导体 温度传感器能够实时监测发动机、刹车系统、空调等关键部位的温度,并通过控 制系统调节温度,确保汽车的安全运行和舒适度。
智能家居
总结词 详细描述
04
半导体温度传感器的技 术发 展
CHAPTER
材料技 术
材料纯度提升 新材料研发
市场前景
应用领域不断拓展
市场规模持续增长
THANKS
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选型原则
量程范围
选择能够测量所需温度 范围的传感器,确保传 感器不会过载或测量不
准确。
精度要求
根据测量需求选择具有 适当精度的传感器,以 确保测量结果的可靠性。
稳定性
尺寸与安装方式
选择经过稳定处理的传 感器,以确保长期测量
的准确性。
根据安装空间和要求选 择适合的尺寸和安装方 式,以便于安装和固定。

第9章 半导体式传感器(《传感器基础》课件)

第9章 半导体式传感器(《传感器基础》课件)

第9章 半导体式传感器 章
按照半导体与气体相互作用时产生的变 化只限于半导体表面或深入到半导体内部, 又可分为表面电阻控制型 体电阻控制型 表面电阻控制型和体电阻控制型 表面电阻控制型 体电阻控制型。
第9章 半导体式传感器 章
9.1.2 电阻型半导体气敏传感器
1. 材料和结构
因为许多金属氧化物具有气敏效应,这些金属氧化 物都是利用陶瓷工艺制成的具有半导体特性的材料,因 此称之为半导体陶瓷,简称半导瓷。由于半导瓷与半导 体单晶相比具有工艺简单、价格低廉等优点,因此已经 用它制作了多种具有实用价值的敏感元件。在诸多的半 导体气敏元件中,用氧化锡(SnO2)制成的元件具有结构 简单、成本低、可靠性高,稳定性好、信号处理容易等 一系列优点,应用最为广泛。 半导体气敏传感器一般由三部分组成:敏感元件、 半导体气敏传感器一般由三部分组成:敏感元件、 加热器和外壳。 加热器和外壳。
第9章 半导体式传感器 章
被吸附气体分子从气敏元件得到电子,使N型半 导体中载流子电子减少,因而电阻值增大。 如果被测气体为还原性气体(如H2、CO、酒精 等),气体分子向气敏元件释放电子,使元件中 载流子电子增多,因而电阻值下降。 图所示为典型气敏元件的阻值-浓度关系。 图所示为典型气敏元件的阻值-浓度关系。
气敏传感器的性能必须满足下列条件: 气敏传感器的性能必须满足下列条件
(1) 能够检测易爆炸气体的允许浓度、有害气体 的允许浓度和其他基准设定浓度,并能及时给出 报警、显示和控制信号。 (2) 对被测气体以外的共存气体或物质不敏感。 (3) 性能长期稳定性好、重复性好、动态特性好、 响应迅速。 (4) 使用、维护方便,价格便宜等。
第9章 半导体式传感器 章
9.1.1 半导体气敏传感器的分类 半导体气敏传感器包括用氧化物半导体陶瓷 材料作为敏感元件制作的气敏传感器以及用单晶 半导体器件制作的气敏传感器,分类如表9-1所 9-1 示。 按照半导体变化的物理特征,可分为电阻型 电阻型 和非电阻型 非电阻型两类。前者是利用敏感元件吸附气体 非电阻型 后电阻值随着被测气体的浓度改变来检测气体的 浓度或成分;后者是利用二极管伏安特性和场效 应管的阈值电压变化来检测被测气体。

第八章半导体式传感器ppt课件

第八章半导体式传感器ppt课件
当半导体材料的分子相对于吸附分子来说 易于失去电子,吸附分子将从器件夺得电子而变 成负离子吸附,半导体表面呈现正电荷层。例如 氧气等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型 气体或电子接收性气体。如果半导体材料的分子 相对于吸附分子来说易于得到电子,吸附分子将 向器件释放出电子,而形成正离子吸附。具有正 离子吸附倾向的气体有H2、CO、碳氢化合物和醇 类,它们被称为还原型气体或电子供给性气体。
1.气 敏 传 感 器
半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面 接触时,产生的电导率、半导体性质等物理性质变化 来检测气体的。
气敏电阻的材料是金属氧化物,在合成材料时, 通过化学计量比的偏离和杂质缺陷制成。金属氧化物 半导体分为:N型半导体,如氧化锡,氧化铁,氧化 锌,氧化钨等;P型半导体,如氧化钴,氧化铅,氧 化铜等。为提高选择性和灵敏度,还会渗入催化剂, 如钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)等。
测量还原性气体的气敏电阻一般是用SnO2、 ZnO或Fe2O3等金属氧化物粉料添加少量铂催化剂、 激活剂及其它添加剂,按一定比例烧结而成的 半导体器件。
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在整堂课的教学中,刘教师总是让学 生带着 问题来 学习, 而问题 的设置 具有一 定的梯 度,由 浅入深 ,所提 出的问 题也很 明确
1.气 敏 传 感 器
图2 气敏半导体传感器的器件结构 (a) 烧结型气敏器件; (b) 薄膜型器件; (c) 厚膜型器件
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半导体传感器
三、气敏传感器
半导体气敏传感器的工作原理是:当气敏元件吸附了被测气体时,其导电率 发生了变化。当半导体气敏元件表面吸附气体分子时,由于二者相互接收电 子的能力不同,产生了正离子或负离子吸附,引起表面能带弯曲,导致导电 率变化。
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半导体传感器
四、湿敏传感器
金属氧化物湿敏传感器的基本结构如图3-68所示。
半导体传感器
一、磁敏传感器
1.霍尔元件 霍尔元件是一种半导体材料的磁电转换元件。它们利用霍尔效应进行工作。
图3-62 霍尔元件及霍尔效应原理 1
半导体传感器
一、磁敏传感器
1.霍元件
图3-63 霍尔元件用于测量的各种实例。 2
半导体传感器
一、磁敏传感器
1.霍尔元件 图3-64表示一种利用霍尔元件调测MTC钢丝绳的工作原理。
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图3-70表示用于热轧铝板宽度检测的实例。
半导体传感器
六、集成传感器
集成传感器一般具有以下几方面的能力。 (1) 条件调节和温度补偿能力 (2) 通信能力 (3) 自诊断能力 (4) 逻辑判断能力
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图3-64 3
半导体传感器
一、磁敏传感器
2.磁阻元件 磁电元件是利用半导体材料的磁阻效应来工作的。
图3-65 一种测量位移的磁阻效应传感器。 4
半导体传感器
一、磁敏传感器
3.磁敏管 磁敏二极管和磁敏三极管是20世纪70年代发展出来的新型磁敏传感器。这 种元件检测磁场变化的灵敏度很高。
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半导体传感器
图3-68 9
半导体传感器
五、固态图像传感器
固体图像传感器从功能上说,他是一个能把接收到的光像分成许多小单元, 并将它们转换成电信号。它的核心部分是电荷耦合器件,简称CCD。
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图3-69 线性CCD图像传感器
半导体传感器
五、固态图像传感器
固体图像传感器从功能上说,他是一个能把接收到的光像分成许多小单元, 并将它们转换成电信号。它的核心部分是电荷耦合器件,简称CCD。
二、热敏传感器
热敏电阻是一种半导体温度传感器:由金属氧化物的粉末按一定比例混合烧 结而成。
图3-66 热敏电阻具有很大的负温度系数,且其特性曲线为非线性的 6
半导体传感器
二、热敏传感器
热敏电阻是一种半导体温度传感器:由金属氧化物的粉末按一定比例混合烧 结而成。
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图3-67 热敏电阻元件可制作成珠状、杆状和片状
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