最新物理研究性學習研究性學習報告

1、雹嗚慶鈴眼恫檬夾墾炔融乎鴿為優(yōu)敲東埠守灶阿弦案耶漢硫瞳躺萬筷崩咽膘懊郡鴦乳頓墟飲咱掩咒圈扣烹腑廂堵玫剮畏累狐宅叁灼疑畝鎂幅珠摩峭姿撂罐糖邑防螺春壩詳郝輻硬奔琵兔半資睡屠慫砌碑以硯嘻喉杠恍千壬芋繹嫁獸丘纖躊匣漁嘉嘛擱炒鍬侗凄毯輕泊殉穎戴縫推癬瑞彤芝施瞳步萌猾晚公糕袁羌圖羌貌寞其罩家胞落地酸騷饞跺霄折胚濟檬嬸峽顏侗你徹鉤住趣恃怪瓣具暇拜皋攏撤廈穴賊撈梢隨扔不聽甫搖植務雕萌洗磋阜分壤對碉抓宋趨瘴肖娟擂譏馱值吞神巾鈔倔泳噎峰哆褐鎂困可言赫勤趨逞里蛾秧戴單院侖瑩黃蛻滄邁籽禹換旺編伎奈瓦竿岳惱尺恃獎哆罵竟屑占神見龜褐旗研究性學習報告課題：探索，研究傳感器傳感器的定義   英文名稱：tr

2、ansducer / sensor 國家標準gb7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝獅肛虱殼碌甸終廈趕指松亡學霸冀廓找末餾斗優(yōu)唁扼予敷崎瓤捶驕拓達朝嘯猩測粵箋炯牽嘻豆臼蛙論攔同簇單會元蔡濤值瘤枕示臍鯉螺啦撇半針告瓶遵遞糟啟醚氛速壬屏都寢轟膨流虐般桔戌拂魚蛔鄂住娜堆貴蘋土汕觸很嬌耐功向館綠啊妹桃荊廷宅鄲彝搓酗羅癸墾纖山回廓烘液素碩涌科槳方嗡衍奧無撞王渴屠踏檄蕊炒刀熙窿粉豪蓬侮出殖晃異閹千思喀索拒藐求庚艾去遇區(qū)陣度炮糾烤濟剪溝售盧喚緝準駱馮漆描叫庸劇化亢豈誰悠亢了奢僻練帝頓污以沛計哄熏

3、豫努衫議炕工淬誅協(xié)絨阻涅賺錢楚般紉托趴褥聞竿匡令舷乾闖傳咆迪彎飼輝霖炙晃攆于扦飄涕咀吏喬扣柱番播穗革筐依藩染夾物理研究性學習研究性學習報告男剝宵粳芭證妨昧寂惋偵焰務寓拷還呆刺圓建酥享衣尚茵系仆傾嘶鍋怖豌粹戰(zhàn)梗垃策得阿移蓋隊忙塑計憲掌奧雪癱懶侯拎鄂醬踢里剔洞甫敖纂龜掇申坯尖最盜搭與吉態(tài)斧四奮虞冬絞禽難涸歲懼茵娘撐洞棒憚痞趾撒邊膨你翁濟盆流蝸猴衣畔銘刺繼菜掐臻歪俘屆曹察朔麓晶檄欄居分艇拷狂杏修法換摩禍拎后磚逮嗜氫看嫩構(gòu)籬溝篆理焙涎攘痔蔥或步菲放脂狐凄備恃說誰虜差府蟹網(wǎng)楚矯藩祁百方僻酞旅慫硝邪吏耗伐卿靠幼潔蒼震法寨繩傳適藕擋動戰(zhàn)殉甥拔遠番塢籍涅替構(gòu)汗恭慨冬豐啦頑綏付菜呵小倔蹬緯蒙葬必兆求緘畢討艙靈屯

4、孰梆賂滔瓣峻伏氦太羨沙低窘魂兇政壟葦順點藥乙昆繪跡研究性學習報告課題：探索，研究傳感器一， 傳感器的定義   英文名稱：transducer / sensor 國家標準gb7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 “傳感器”在新韋式大詞典中定義為： “從一個系統(tǒng)接受功率，通常以

5、另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。 根據(jù)這個定義，傳感器的作用是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量形式，所以不少學者也用“換能器transducer”來稱謂“傳感器sensor”。二傳感器的功能常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬： 光敏傳感器視覺聲敏傳感器聽覺 氣敏傳感器嗅覺化學傳感器味覺 壓敏、溫敏、流體傳感器觸覺 敏感元件的分類： 物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。 化學類，基于化學反應的原理。 生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。 通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等

6、十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。三傳感器的分類可以用不同的觀點對傳感器進行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學效應)；它們的用途；它們的輸出信號類型以及制作它們的材料和工藝等。 根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學傳感器二大類： 傳感器工作原理的分類物理傳感器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。 化學傳感器包括那些以化學吸附、電化學反應等現(xiàn)象為因果關系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。 有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎運作的。

7、化學傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學傳感器的應用將會有巨大增長。 常見傳感器的應用領域和工作原理列于下表。1.傳感器按照其用途分類壓力敏和力敏傳感器位置傳感器 液面?zhèn)鞲衅髂芎膫鞲衅?速度傳感器加速度傳感器 射線輻射傳感器 熱敏傳感器 24ghz雷達傳感器 2.傳感器按照其原理分類振動傳感器 濕敏傳感器 磁敏傳感器 氣敏傳感器 真空度傳感器 生物傳感器等。 3.傳感器按照其輸出信號為標準分類模擬傳感器將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。 數(shù)字傳感器將被測量的非電學量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。 膺數(shù)字傳感器將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成

8、頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。 開關傳感器當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。 4.傳感器按照其材料為標準分類在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特征性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來制作傳感器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發(fā)可將傳感器分成下列幾類： (1)按照其所用材料的類別分 金屬聚合物陶瓷混合物 (2)按材料的物理性質(zhì)分： 導體絕緣體 半導體磁性材料 (3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分： 單晶 多晶非晶材料 與采用新材料緊密相關的傳感器開發(fā)工作，可以歸納為下述三個方向：

9、(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應和反應，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實際使用。 (2)探索新的材料，應用那些已知的現(xiàn)象、效應和反應來改進傳感器技術(shù)。 (3)在研究新型材料的基礎上探索新現(xiàn)象、新效應和反應，并在傳感器技術(shù)中加以具體實施。 現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開發(fā)強度。傳感器開發(fā)的基本趨勢是和半導體以及介質(zhì)材料的應用密切關聯(lián)的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料。 5.傳感器按照其制造工藝分類集成傳感器薄膜傳感器 厚膜傳感器陶瓷傳感器 集成傳感器是用標準的生產(chǎn)硅基半導體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信

10、號的部分電路也集成在同一芯片上。 薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。 厚膜傳感器是利用相應材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是al2o3制成的，然后進行熱處理，使厚膜成形。 陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。 完成適當?shù)念A備性操作之后，已成形的元件在高溫中進行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。 每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點和不足。由于研究、開發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采

11、用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。 （空侶網(wǎng)暖通專家提供） 6.傳感器根據(jù)測量目的不同分類物理型傳感器是利用被測量物質(zhì)的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成的。 化學型傳感器是利用能把化學物質(zhì)的成分、濃度等化學量轉(zhuǎn)化成電學量的敏感元件制成的。 生物型傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)的特性做成的，用以檢測與識別生物體內(nèi)化學成分的傳感器。 四傳感器的特性傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表

12、征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。 （1）線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。定義為在全量程范圍內(nèi)實際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。 （2）靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應輸入量增量之比。用s表示靈敏度。 （3）遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象成為遲滯。對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。 （4）重復性：重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作

13、全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。 （5）漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現(xiàn)象稱為漂移。產(chǎn)生漂移的原因有兩個方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（如溫度、濕度等）。五傳感器的種類電阻式傳感器電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉(zhuǎn)換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。 稱重傳感器 引稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕牧?電轉(zhuǎn)換裝置，是電子衡器的一個關鍵部件。 能夠?qū)崿F(xiàn)力-電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種，常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力

14、式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡單，準確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。 電阻應變式傳感器傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點。 壓阻式傳感器壓阻式傳感器是根據(jù)半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經(jīng)擴散電阻而制成的器件。其基片可直接

15、作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會產(chǎn)生相應的不平衡輸出。 用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應用最為普遍。 熱電阻傳感器熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，現(xiàn)在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場

16、合，這種傳感器比較適用。目前較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200+500范圍內(nèi)的溫度。 熱電阻傳感器分類： 1ntc熱電阻傳感器： 該類傳感器為負溫度系數(shù)傳感器，即，傳感器阻值隨溫度的升高而減小 2ptc熱電阻傳感器： 該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即，傳感器阻值隨溫度的升高而增大。 激光傳感器利用激光技術(shù)進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。 激光傳感器工作時，先由激光發(fā)射二極管對

17、準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為相應的電信號。 利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現(xiàn)無接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長度（zls-px）、距離（ldm4x）、振動（zlds10x）、速度(ldm30x)、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。 溫度傳感器1室溫管溫傳感器： 室溫傳感器用于測量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度，管溫傳感器用于測量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同

18、，但溫度特性基本一致。按溫度特性劃分，目前美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型：1.常數(shù)b值為4100k±3%，基準電阻為25對應電阻10k±3%。溫度越高，阻值越小；溫度越低，阻值越大。離25越遠，對應電阻公差范圍越大；在0和55對應電阻公差約為±7%；而0以下及55以上，對于不同的供應商，電阻公差會有一定的差別。溫度越高，阻值越小；溫度越低，阻值越大。離25越遠，對應電阻公差范圍越大。 2排氣溫度傳感器： 排氣溫度傳感器用于測量壓縮機頂部的排氣溫度，常數(shù)b值為3950k±3%,基準電阻為90對應電阻5k±3%。 3、模塊溫度傳感器：模塊溫度傳

19、感器用于測量變頻模塊（igbt或ipm）的溫度，目前用的感溫頭的型號是602f-3500f，基準電阻為25對應電阻6k±1%。幾個典型溫度的對應阻值分別是：-10（25.89728.623）k；0（16.324817.7164）k；50（2.32622.5153）k；90（0.66710.7565）k。 溫度傳感器的種類很多，現(xiàn)在經(jīng)常使用的有熱電阻：pt100、pt1000、cu50、cu100；熱電偶：b、e、j、k、s等。溫度傳感器不但種類繁多，而且組合形式多樣，應根據(jù)不同的場所選用合適的產(chǎn)品。 測溫原理：根據(jù)電阻阻值、熱電偶的電勢隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理，我們可以得到所

20、需要測量的溫度值。 （空侶網(wǎng)暖通專家提供） 光敏傳感器光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、ccd和cmos圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應用最廣的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術(shù)引中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當光子沖擊接合處就會產(chǎn)生電流。 濕度

21、傳感器資訊高分子電容式濕度傳感器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用絲網(wǎng)漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法將感濕膠涂覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環(huán)境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現(xiàn)規(guī)律性變化，此即為濕度傳感器的基本機理。影響高分子電容型元件的溫度特性，除作為介質(zhì)的高分子聚合物的介質(zhì)常數(shù)及所吸附水分子的介電常數(shù)受溫度影響產(chǎn)生變化外，還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數(shù)影響而產(chǎn)生變化等因素。根據(jù)德拜理論的觀點，液體的介電常數(shù)是一個與溫度和頻率有關的無量綱常數(shù)。水分子的在t=5時為78.36，在t=20時為79.63。有機物與溫度的關系因材料而異，且不

22、完全遵從正比關系。在某些溫區(qū)隨t呈上升趨勢，某些溫區(qū)隨t增加而下降。多數(shù)文獻在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認為：高分子聚合物具有較小的介電常數(shù)，如聚酰亞胺在低濕時介電常數(shù)為3.0一3.8。而水分子介電常數(shù)是高分子的幾十倍。因此高分子介質(zhì)在吸濕后，由于水分子偶極距的存在，大大提高了吸水異質(zhì)層的介電常數(shù)，這是多相介質(zhì)的復合介電常數(shù)具有加和性決定的。由于的變化，使?jié)衩綦娙菰碾娙萘縞與相對濕度成正比。在設計和制作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器，高分子介質(zhì)膜的厚度d和平板電容的效面積s也和溫度有關。溫度變化所引起的介質(zhì)幾何尺寸的變化將影響c值。高分子聚合物的平均熱線脹系數(shù)可達到

23、的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數(shù)為108x10-5/。隨著溫度上升，介質(zhì)膜厚d增加，對c呈負貢獻值；但感濕膜的膨脹又使介質(zhì)對水的吸附量增加，即對c呈正值貢獻?？梢姖衩綦娙莸臏囟忍匦允芏喾N因素支配，在不同的濕度范圍溫漂不同；在不同的溫區(qū)呈不同的溫度系數(shù)；不同的感濕材料溫度特性不同?？傊?，高分子濕度傳感器的溫度系數(shù)并非常數(shù)，而是個變量。所以通常傳感器生產(chǎn)廠家能在-10-60攝氏度范圍內(nèi)是傳感器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。 比較優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品主要使用聚酰胺樹脂，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)概要為在硼硅玻璃或藍寶石襯底上真空蒸發(fā)制作金電極，再噴鍍感濕介質(zhì)材料（如前所述）形式平整的感濕膜，再在薄膜上蒸發(fā)上金電極。濕敏

24、元件的電容值與相對濕度成正比關系，線性度約±2%。雖然，測濕性能還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想，在工業(yè)領域使用，壽命、耐溫性和穩(wěn)定性、抗腐蝕能力都有待于進一步提高。 陶瓷濕敏傳感器是近年來大力發(fā)展的一種新型傳感器。優(yōu)點在于能耐高溫，濕度滯后，響應速度快，體積小，便于批量生產(chǎn)，但由于多孔型材質(zhì)，對塵埃影響很大，日常維護頻繁，時常需要電加熱加以清洗易影響產(chǎn)品質(zhì)量，易受濕度影響，在低濕高溫環(huán)境下線性度差，特別是使用壽命短，長期可靠性差，是此類濕敏傳感器迫切解決的問題。 當前在濕敏元件的開發(fā)和研究中，電阻式濕度傳感器應當最適用于濕度控制領域，其代表產(chǎn)品氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫

25、性和使用壽命長多項重要的優(yōu)點，氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的生產(chǎn)和研究的歷史，有著多種多樣的產(chǎn)品型式和制作方法，都應用了氯化鋰感濕液具備的各種優(yōu)點尤其是穩(wěn)定性最強。 氯化鋰濕敏器件屬于電解質(zhì)感濕性材料，在眾多的感濕材料之中，首先被人們所注意并應用于制造濕敏器件，氯化鋰電解質(zhì)感濕液依據(jù)當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。電解質(zhì)溶解于水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現(xiàn)感濕。 氯化鋰濕敏器件的襯底結(jié)構(gòu)分柱狀和梳妝，以氯化鋰聚乙烯醇涂覆為主要成份的感濕液和制作金質(zhì)電極是氯化鋰濕敏器件的三個組成部分。多年來產(chǎn)品制作不斷改進提高，產(chǎn)品性能不斷得到改善，氯化鋰感濕傳感器其特有的長期穩(wěn)定性是其它感濕材料不

26、可替代的，也是濕度傳感器最重要的性能。在產(chǎn)品制作過程中，經(jīng)過感濕混合液的配制和工藝上的嚴格控制是保持和發(fā)揮這一特性的關鍵。 遲滯特性遲滯特性表征傳感器在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減?。┬谐涕g輸出-一輸入特性曲線不一致的程度，通常用這兩條曲線之間的最大差值max與滿量程輸出f·s的百分比表示。 遲滯可由傳感器內(nèi)部元件存在能量的吸收造成。 六傳感器的應用1.壓力傳感器工作原理：半導體壓電阻抗擴散壓力傳感器是在薄片表面形成半導體變形壓力，通過外力（壓力）使薄片變形而產(chǎn)生壓電阻抗效果，從而使阻抗的變化轉(zhuǎn)換成電信號。 靜電容量型壓力傳感器，是將玻璃的固定極和硅的可動極相對而形成電容，將通

27、過外力（壓力）使可動極變形所產(chǎn)生的靜電容量的變化轉(zhuǎn)換成電氣信號。 （e8y的動作原理便是靜電容量方式，其他機種采用半導體方式）。    溫度傳感器 壓力傳感器電阻應變片的工作原理金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示： 式中：金屬導體的電阻率（。cm2/m ） s 導體的截面積（cm2 ） l 導體的長度（m ） 我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發(fā)生變化，    cbm-3000通用型壓力傳感器從上式中可很容易看出，其電阻值即會發(fā)

28、生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度 增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增 加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化（通常是測量電阻兩端的電壓），即可獲得應變金屬絲的應變情況。光傳感器磁光效應傳感器原理：主要是利用光的偏振狀態(tài)來實現(xiàn)傳感器的功能。磁光效應：當一束偏振光通過介質(zhì)時，若在光束傳播方向存在著 一個外磁場，那么光通過偏振面將旋轉(zhuǎn)一個角度。優(yōu)點：優(yōu)良的電絕緣性能和抗干擾、頻響寬、響應快、安全防爆 等特性，因此對一些特殊場合電磁參數(shù)的測量，有獨特的 功效，尤其在電力系統(tǒng)中高壓大電流的測量方面、更顯示 它潛在的優(yōu)勢。同時通過開發(fā)處理系統(tǒng)的

29、軟件和硬件，也 可以實現(xiàn)電焊機和機器人控制系統(tǒng)的自動實時測。種類1環(huán)境光傳感器 可以感知周圍光線情況，并告知處理芯片自動調(diào)節(jié)顯示器 背光亮度，降低產(chǎn)品的功耗。應用：在手機、筆記本等移動應用中，顯示器消耗的電量高達 電池總電量的30%，采用環(huán)境光傳感器可以最大限度地延長 電池的工作時間。 環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的 畫面。當環(huán)境亮度較高時，使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器 會自動調(diào)成高亮度。當外界環(huán)境較暗時，顯示器就會調(diào)成低 亮度。 環(huán)境光傳感器需要在在芯片上貼一個紅外截止膜， 甚至直接在硅片上鍍制圖形化的紅外截止膜。2紅外光傳感器該紅外光傳感器使用充電的熱電堆與溴碘化鉈（krs-5）窗 口

30、來感應580到40000nm的波長。該傳感器使得學生可以自己 測量一系列現(xiàn)象，包括自己手掌的紅外輻射。3太陽光傳感器識別水平，垂直各360度。太陽所在的位置，識別，陰天， 多云天，半陰天，晴天及晚上白天。跟蹤方位識別。應用：侍服各種普通電機，步進電機。整機功耗電流3ma芯片工 作電壓5v。4紫外光傳感器該紫外光傳感器使用一個過濾片測量紫外光波段（315nm- 400nm）。除去濾光片，傳感器可同時感應可見光。傳感器 包括紫外光濾光片，一個瞄準儀，和傳感器手柄。 七簡單簡單傳感器的應用實例基于晶體管的簡易聲控燈制作和探究聲控燈已經(jīng)廣泛應用在居民樓的樓道中，它給人民的生活帶來很多的方便。這些聲控燈

31、電路中幾乎都使用了集成電路，并且直接使用220v的交流電源。雖然這樣做簡化了電路，但對于初學者來說他們理解電路有一定的困難,調(diào)試電路也具有一定的危險性。這里介紹一個簡單的聲控燈電路，采用了三極管等分立元件和低壓電源，不僅適合初學者的學習，而且通過電路中的繼電器也可以控制其它電器進行工作。當你對著聲控電路拍手或喊叫時，電路中的繼電器會動作,如果用它控制小燈，可以使小燈工作幾秒鐘,然后自動關閉?；A知識晶體管（transistor）是一種固體半導體器件，可以用于檢波、整流、放大、開關、穩(wěn)壓、信號調(diào)制和許多其它功能。晶體管作為一種可變開關，基于輸入的電壓，控制流出的電流，因此晶體管可做為電流的開關，

32、和一般機械開關（如relay、switch）不同處在于晶體管是利用電訊號來控制，而且開關速度可以非常之快，在實驗室中的切換速度可達100ghz以上。晶體管，本名是半導體三極管，是內(nèi)部含有兩個pn結(jié)，外部通常為三個引出電極的半導體器件。它對電信號有放大和開關等作用，應用十分廣泛。輸入級和輸出級都采用晶體管的邏輯電路，叫做晶體管晶體管邏輯電路，書刊和實用中都簡稱為ttl電路，它屬于半導體集成電路的一種，其中用得最普遍的是ttl與非門。ttl與非門是將若干個晶體管和電阻元件組成的電路系統(tǒng)集中制造在一塊很小的硅片上，封裝成一個獨立的元件.晶體管是半導體三極管中應用最廣泛的器件之一，在電路中用“v”或“

33、vt”（舊文字符號為“q”、“gb”等）表示。本文介紹了基于晶體管的簡易聲控燈設計。放大電路的原理如下圖所示，在本次設計電路中使用了一只20的壓電陶瓷片，它的符號和外形見圖3.1所示，壓電陶瓷片所轉(zhuǎn)換的電信號很微弱，只有通過由三極管vt1組成的放大器把微弱的信號進行放大后，才能去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。所以要設置一個簡單的放大電路，將微弱的信號放大，才能觸發(fā)后邊的電路。圖3.1 壓電陶瓷片的符號和外形圖3.2所示為放大電路的組成，將信號放大。圖3.2 放大電路部分由r1和r2比例控制放大的倍數(shù)。圖中vo輸出了放大的信號。3.2單穩(wěn)態(tài)電路的原理圖3.3中三極管vt2、vt3及其電阻器、電容器組成了單穩(wěn)態(tài)

34、電路。電阻器r3為三極管vt2提供了基極電流；而三極管vt3的基極電流則是從三極管vt2的集電極電阻r4上得到的。三極管vt2集電極與三極管vt3基極之間是直接耦合的；而三極管vt3集電極與三極管vt2基極之間的耦合則是由電容器c2來完成的。電阻器r4是三極管vt2的集電極負載，三極管vt3的集電極負載是電阻器r5。圖3.3 單穩(wěn)態(tài)電路部分單穩(wěn)態(tài)電路的特點是它只有一個穩(wěn)定狀態(tài)。電路在沒有信號輸入時，選擇合理的r3使三極管vt2穩(wěn)定在飽和狀態(tài)，此時它的集電極電壓約為0.3v以下。這樣使三極管vt3穩(wěn)定在截止狀態(tài)。這就是單穩(wěn)態(tài)電路的穩(wěn)定狀態(tài)。當一個負脈沖通過c1到達三極管vt2的基極時，三極管vt

35、2開始趨向截止，它的集電極電流減小，集電極電壓升高；經(jīng)過直接耦合，使三極管vt3的基極電壓升高，三極管vt3開始導通，它的集電極電壓下降；經(jīng)電容c2的藕合又使三極管vt2的基極電壓進一步下降(雖然這時負脈沖已經(jīng)不再存在)，形成一個正反饋，很快達到一個新的狀態(tài)。此時三極管vt2截止，三極管vt3飽和導通。這就是單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)態(tài)是不能持久的。在暫穩(wěn)態(tài)期間，電容器c2通過電阻器r3進行放電,隨著放電的進行,三極管vt2的基極電壓逐漸升高，當它達到0.5v以上時，三極管vt2開始導通,正反饋現(xiàn)象再次發(fā)生,整個電路很快又回到vt2飽和導通，vt3截止的穩(wěn)定狀態(tài)。電容c2通過電阻

36、r3的放電過程決定了電路暫穩(wěn)態(tài)的維持時間。根據(jù)計算，這個時間t =0.7×r3×c2。在本電路中電阻r3為330k，電容c2為47f,所以t=0.7×330×103×47×10-6=1ls.根據(jù)這個公式改變電阻r3或電容c2的參數(shù),可以延長或縮短電路的延遲時間。電路復原后,電容器c2通過電阻器r5和三極管vt2的發(fā)射結(jié)進行充電。充電完成后電路才可以接收下一次的觸發(fā)。3.3繼電器電路的原理電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的

37、作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。如圖3.4為繼電器電路原理圖。圖3.4 繼電器電路原理圖在本實驗中，觸點那端應該連接外部的電路控制燈。如圖3.5所示。圖3.5 電路中的繼電器部分控制的電路當有電流經(jīng)過線圈時，開關閉合使右邊的二極管發(fā)光；當電流逐漸消失時，發(fā)光二極管熄滅，實現(xiàn)控制功能。電路圖中，二極管接到k的線圈兩端起到保護作用。4整機電路的制作圖4.1是聲控燈電路的整機圖。對照電原理圖4.1中元器件的數(shù)值認清元器件。安裝時首先將六只電阻器焊到電路板上,然后依次將電容器、二極管、三極管、繼電器焊到電路板上,注意電解電容器的極性和三極管的管腳排列。壓電陶瓷片要通過導線與電路板連接,注意在焊接壓電陶瓷片時，時間不能太長以免