傳感器的基本特性有以下兩種

1、傳感器的基本特性有以下兩種：1靜態(tài)特性：線性度、靈敏度、重復(fù)性、遲滯性、穩(wěn)定性、漂移、靜態(tài)誤差等。2動(dòng)態(tài)特性：階躍響應(yīng)：最大超調(diào)量、延滯時(shí)間、上升時(shí)間、峰值時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間等。頻率響應(yīng)：頻率特性、幅頻特性、相頻特性等。電阻式傳感器把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應(yīng)變式傳感器、電位器式傳感器（見位移傳感器）和錳銅壓阻傳感器等。電阻式傳感器與相應(yīng)的測量電路組成的測力、測壓、稱重、測位移、加速度、扭矩等測量儀表是冶金、電力、交通、石化、商業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和國防等部門進(jìn)行自動(dòng)稱重、過程檢測和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化不可缺少的工具之一。結(jié)構(gòu)：由電阻元件及電刷（活動(dòng)觸

2、點(diǎn)）兩個(gè)基本部分組成。電刷相對(duì)于電阻元件的運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和螺旋運(yùn)動(dòng)，因而可以將直線位移或角位移轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。電位器的結(jié)構(gòu)與材料（1）電阻絲:康銅絲、鉑銥合金及卡瑪絲等（2）電刷：常用銀、鉑銥、鉑銠等金屬（3）骨架:常用材料為陶瓷、酚醛樹脂、夾布膠木等絕緣材料，骨架的結(jié)構(gòu)形式很多，常用矩形。應(yīng)用：電阻式傳感器與相應(yīng)的測量電路組成的測力、測壓、稱重、測位移、加速度、扭矩等測量儀表是冶金、電力、交通、石化、商業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和國防等部門進(jìn)行自動(dòng)稱重、過程檢測和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化不可缺少的工具之一。優(yōu)缺點(diǎn)：電阻式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出精度較高、線性和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

3、但是它受環(huán)境條件如溫度等影響較大，有分辨率不高等不足之處。分類：電位器式傳感器是一種把機(jī)械的線位移或角位移輸入量轉(zhuǎn)換為和它成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出的傳感元件。成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出的傳感元件。應(yīng)變片式傳感器的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。氣敏和濕敏電阻傳感器是一種把氣體中的特定成分或水蒸氣檢測出來造成半導(dǎo)體阻值變化的電阻傳感器。電容式傳感器：把被測的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個(gè)平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器（見圖）。若忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容

4、£S/d，式中£為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為兩極板互相覆蓋的有效面積，d為兩電極之間的距離。d、s、£三個(gè)參數(shù)中任一個(gè)的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。極距變化型一般用來測量微小的線位移或由于力、壓力、振動(dòng)等引起的極距變化（見電容式壓力傳感器）。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。介質(zhì)變化型常用于物位測量和各種介質(zhì)的溫度、密度、濕度的測定。簡介：70年代末以來，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了與微型測量儀表封裝在一起的電容式傳感器。這種新型的傳感器能使分布電容的影響大為減小，使其固有的缺點(diǎn)得到

5、克服。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅?。典型的電容式傳感器由上下電極、絕緣體和襯底構(gòu)成。當(dāng)薄膜受壓力作用時(shí)，薄膜會(huì)發(fā)生一定的變形，因此，上下電極之間的距離發(fā)生一定的變化，從而使電容發(fā)生變化。但電容式壓力傳感器的電容與上下電極之間的距離的關(guān)系是非線性關(guān)系，因此，要用具有補(bǔ)償功能的測量電路對(duì)輸出電容進(jìn)行非線性補(bǔ)償。定義：電容式傳感器一一將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。分類：根據(jù)被測參數(shù)的變化分：（1）變極距型電容傳感器（d）（2）變面積型電容傳感器（A）（3）變介質(zhì)型電容傳感器（£）目的：；提高靈敏度減小非線性誤差應(yīng)用：1、ZCS1100型精密電容位移傳感器。

6、本傳感器可以在線檢測壓電微位移、振動(dòng)臺(tái)，電子顯微鏡微調(diào)，天文望遠(yuǎn)鏡鏡片微調(diào)，精密微位移測量等。該傳感器是一個(gè)單一的通道，高性能線性位移測量系統(tǒng)，創(chuàng)新的電容位移測量技術(shù)，提供了納米測量能力，成本低，適合測量任何導(dǎo)電目標(biāo)。2、FWS-CII型在線電容式水分檢測傳感器。在線檢測各種工作機(jī)械的液壓、潤滑系統(tǒng)介質(zhì)的含水率，特別是外部水容易滲入機(jī)械內(nèi)部的軋鋼機(jī)、造紙機(jī)、汽輪機(jī)、船舶機(jī)械。監(jiān)視循環(huán)油系統(tǒng)是否存在泄漏，如水冷卻器等。監(jiān)視工作機(jī)械的密封元件是否損壞，引起外部水滲入。監(jiān)視環(huán)境空氣濕度對(duì)潤滑液壓系統(tǒng)油品品質(zhì)和含水率的影響。，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，預(yù)測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中的關(guān)鍵部件。本傳感器

7、采用螺紋連接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，測量精度高，工作穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗電磁干擾性能。封閉型不銹鋼制外殼具有很好的防水防塵性能?？芍苯影惭b于工廠現(xiàn)場液壓潤滑管道上。是理想的在線水分檢測傳感器。該傳感器還可與控制室中的二次儀表或控制器相連，在線、連續(xù)、實(shí)時(shí)的檢測各種低水分油品的含水率。直接顯示，遠(yuǎn)程控制和報(bào)警。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，積算、傳輸和控制功能。普遍應(yīng)用于大中型機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)組的液壓、潤滑循環(huán)系統(tǒng)例如：高線軋機(jī)和板帶軋機(jī)潤滑油系統(tǒng)、板帶軋機(jī)和棒線軋機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑系統(tǒng)、造紙機(jī)組潤滑系統(tǒng)、船舶機(jī)械潤滑系統(tǒng)、燃料油庫。粘度計(jì)，污染度，濕度計(jì)電容式傳感器3、FW-C1型電容式潤滑油實(shí)時(shí)在

8、線監(jiān)測傳感器。本傳感器可以在線準(zhǔn)確測定潤滑油的污染程度，包括氧化程度、含水量和其它機(jī)械化學(xué)雜質(zhì)污染度，從而精確測定潤滑油質(zhì)量，判定是否需要更換潤滑油，即可節(jié)約油料，又能預(yù)測設(shè)備故障，是設(shè)備潤滑油管理中改變傳統(tǒng)的按期換油，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油的關(guān)鍵部件。本傳感器采用螺紋連接，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)可靠，是理想的在線潤滑油檢測傳感器，可普遍應(yīng)用于各類大型動(dòng)力機(jī)械，軸承，齒輪箱，泵機(jī)和汽輪機(jī)的潤滑油檢測質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測中。該傳感器還可與控制室中的二次儀表或控制器相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，積算、傳輸和控制功能。固癥電検；2塑抽掘$-質(zhì)蚩塊i4一弾鶴,5榦出瑞：弔充住凹怡瑾璃越片IS5-14柔動(dòng)式電容式壓力博席哉結(jié)杓斛iv

9、o變換!»5-15耒動(dòng)式訊廨抑襪扌惜庸鶴諄*if因is5-16炯車劇券訪苕Hi賽刑rat彳占碩魁tai珂皈rai特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：電容式傳感器與電阻式、電感式等傳感器相比有如下一些優(yōu)點(diǎn)：（1）高阻抗、小功率，因而所需的輸入力很小，輸人能量也很低。電容式傳感器因帶電極板間靜電引力極?。s幾個(gè)10-5N）,因此所需輸入能量極小，所以特別適宜用來解決輸入能量低的測量問題，例如測量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，可以做得很靈敏,分辨力非常髙，能感受O.OOlm甚至更小的位移。（2）溫度穩(wěn)定性好。傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān)，有利于選擇溫度系數(shù)低的材料，又因本身發(fā)熱極小，對(duì)穩(wěn)定性影響甚微。（

10、3）結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，待測體是導(dǎo)體或半導(dǎo)體均可可在惡劣環(huán)境中工作。電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，可做得非常小巧，以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測量;能工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場等惡劣的環(huán)境中，也能對(duì)帶有磁性的工件進(jìn)行測量。（4）動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。由于極板間的靜電引力很小，可動(dòng)部分做得很小很薄，因此其固有頻率很高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短，能在幾兆赫的頻率下工作，特別適合動(dòng)態(tài)測量，如測量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等。（5）可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，具有平均效應(yīng)。例如非接觸測量回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心、小型滾珠軸承的徑向間隙等。當(dāng)采用非接觸測量時(shí)，電容式傳感器具有平均效應(yīng)，可以減小工作表面粗糙等對(duì)測量的影響。不足之處如下：（1）輸出阻抗高，負(fù)載

11、能力差。（2）寄生電容影響大。兩點(diǎn)注意：（1）工作頻率等于或接近諧振頻率時(shí)，諧振頻率破壞了電容的正常作用。因此，工作頻率應(yīng)該先擇低于諧振頻率。（2）電容式傳感器的有效電容除與位移有關(guān)外，還與角頻率有關(guān)。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須與標(biāo)定的條件（3）相同。測量電路電容傳整的特點(diǎn):電容量小,變胚小P喙。理世上,交流電榜可作対電容恃感器的渙捏電跖IU由于電容及曲匕不易實(shí)現(xiàn)=包括LI謂頻輾運(yùn)算預(yù)丈器式電路二極懿T那交流電橋脈沖寬度謂制電路特點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)換電路生成頻率信號(hào)，可遠(yuǎn)距離傳輸不受干擾。（2）具有較高的靈敏度，可以測量高至0.01pm級(jí)位移變化量。（3）但非線性較差，可通過鑒頻器（頻壓轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)化為電壓

12、信號(hào)后，進(jìn)行補(bǔ)償。運(yùn)算放大器式電路運(yùn)算放大器要求：特點(diǎn)：（1）解決了單個(gè)變極板間距離式電容傳感器的非線性問題（2）要求Zi及放大倍數(shù)足夠大（3）為保證儀器精度，還要求電源電壓的幅值和固定電容穩(wěn)定（4）由于Cx變化小，所以該電路實(shí)現(xiàn)起來困難（5）輸入阻抗高（避免泄漏）、放大倍數(shù)大（接近理想放大器）電感式傳感器：電感式傳感器inductancetypetransducer電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，傳感器無活動(dòng)電觸點(diǎn)，因此工作可靠壽命長。（

13、2）靈敏度和分辨力高，能測出0.01微米的位移變化。傳感器的輸出信號(hào)強(qiáng)，電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出。（3）線性度和重復(fù)性都比較好，在一定位移范圍（幾十微米至數(shù)毫米）內(nèi)，傳感器非線性誤差可達(dá)0.05%0.1%。同時(shí)，這種傳感器能實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)距離傳輸、記錄、顯示和控制，它在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛被采用。但不足的是，它有頻率響應(yīng)較低，不宜快速動(dòng)態(tài)測控等缺點(diǎn)。電感式傳感器種類很多，常見的有自感式，互感式和渦流式三種。應(yīng)用：電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、易實(shí)現(xiàn)非接觸測量等突出的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用于酸類，堿類，氯化物，有機(jī)溶劑，液態(tài)CO2,氨水，PVC粉料，灰料，油水界面等液位測量

14、，目前在冶金、石油、化工、煤炭、水泥、糧食等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。要求：1、檢測距離的衰減性。滑翹為鐵質(zhì)，適合電感式傳感器檢測；而滑翹被測部分的尺寸略小于標(biāo)準(zhǔn)檢測物尺寸（標(biāo)準(zhǔn)被測物尺寸為3倍額定檢測距離，此應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)尺寸應(yīng)為120*120mm），這樣的話就會(huì)有一定的衰減。2、現(xiàn)場抗干擾能力。這個(gè)是不容忽視的問題，普通電感式傳感器容易被電機(jī)或變頻器干擾，很多技術(shù)人員只對(duì)在此附近的應(yīng)用選擇相應(yīng)強(qiáng)抗電磁干擾的傳感器。但在汽車制造車間，廠房大，現(xiàn)場技術(shù)人員習(xí)慣使用對(duì)講機(jī)溝通，尤其是邊走邊用對(duì)講機(jī)對(duì)話時(shí)，會(huì)不經(jīng)意的靠近傳感器，導(dǎo)致短暫失效。3、安裝方面。隨著電感式傳感器的普及，傳感器不僅僅在電氣性能方面有所

15、提升，其機(jī)械方面的設(shè)計(jì)也越來越人性化。要在最大程度的實(shí)現(xiàn)人性化安裝。減少了多種近似產(chǎn)品的備貨和減少了安裝、維護(hù)的時(shí)間。4、穩(wěn)定運(yùn)行的保障。在車廠的使用中，要杜絕任何油污、塵污的侵蝕。另外，滑翹經(jīng)過軌道時(shí)，震動(dòng)是長期存在的，優(yōu)異的抗震動(dòng)性同樣是有著非常重要的作用。壓電式傳感器：基于壓電效應(yīng)的傳感器。是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需

16、要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。壓電效應(yīng)：可分為正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。正壓電效應(yīng)是指：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。逆壓電效應(yīng)是指對(duì)晶體施加交變電場引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象，又稱電致伸縮效應(yīng)。用逆壓電效應(yīng)制造的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變

17、型5種基本形式（見圖）。壓電晶體是各向異性的，并非所有晶體都能在這5種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應(yīng)。例如石英晶體就沒有體積變形壓電效應(yīng)，但具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。某些物質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ浼恿Χ蛊渥冃螘r(shí)，在一定表面上將產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。壓電材料：明顯呈現(xiàn)壓電效應(yīng)的敏感功能材料叫壓電材料。壓電單晶體，如石英、酒石酸鉀鈉等；多晶壓電陶瓷，如鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、鈮鎂酸鉛等，又稱為壓電陶瓷。此外，聚偏二氟乙烯（PVDF）作為一種新型的高分子物性型傳感材料得到廣泛的應(yīng)用。分類：壓電式傳感器大致可以分為4種，即：壓電式測力傳感器，壓電式壓力傳感器，壓

18、電式加速度傳感器及高分子材料壓力傳感器。主要參數(shù)：（1）壓電常數(shù)是衡量材料壓電效應(yīng)強(qiáng)弱的參數(shù)，它直接關(guān)系到壓電輸出的靈敏度。（2）壓電材料的彈性常數(shù)、剛度決定著壓電器件的固有頻率和動(dòng)態(tài)特性。（3）對(duì)于一定形狀、尺寸的壓電元件，其固有電容與介電常數(shù)有關(guān)；而固有電容又影響著壓電傳感器的頻率下限。（4）在壓電效應(yīng)中，機(jī)械耦合系數(shù)等于轉(zhuǎn)換輸出能量（如電能）與輸入的能量（如機(jī)械能）之比的平方根；它是衡量壓電材料機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)重要參數(shù)。（5）壓電材料的絕緣電阻將減少電荷泄漏，從而改善壓電傳感器的低頻特性。（6）壓電材料開始喪失壓電特性的溫度稱為居里點(diǎn)溫度。等效電路1、電容效應(yīng)等效原理1）壓電式傳感

19、器結(jié)構(gòu)：在壓電晶片的兩個(gè)工作面上進(jìn)行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個(gè)電極，如圖所示。2）等效電容量：當(dāng)壓電傳感器受到沿其敏感軸向的外力作用時(shí)，就在兩電極上產(chǎn)生極性相反的電荷，因此它相當(dāng)于一個(gè)電荷源（靜電發(fā)生器）。由于壓電晶體是絕緣體，當(dāng)它的兩極表面聚集電荷時(shí)，它又相當(dāng)于一個(gè)電容器，其電容量為沿x軸方向加力產(chǎn)生縱向壓電效應(yīng)，沿y軸加力產(chǎn)生橫向壓電效應(yīng)，沿相對(duì)兩平面加力產(chǎn)生切向壓電效應(yīng)。3）等效電壓：當(dāng)壓電晶體受外力作用時(shí)，兩表面產(chǎn)生等量的正、負(fù)電荷Q，可求出其開路電壓（負(fù)載電阻為無窮大時(shí)）.1）、壓電式傳感器既可等效為電荷源又可等效為電容器，其等效電路可認(rèn)為是二者的并聯(lián)，如下圖（a）所示；也可認(rèn)為

20、是一個(gè)電壓源和一個(gè)電容器串聯(lián)，如下圖（b）所示。其中Ra為壓電元件的漏電阻.2）、壓電式傳感器測試系統(tǒng)等效電路壓電式傳感器工作時(shí)，需與二次儀表配套使用，此時(shí)的等效電路如下圖所示。圖中Cc為傳感器電纜電容，Ri為放大器輸入電阻，Ci為輸入電容。光電式傳感器：光電式傳感器photoelectrictransducer，基于光電效應(yīng)的傳感器，在受到可見光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。它除能測量光強(qiáng)之外，還能利用光線的透射、遮擋、反射、干涉等測量多種物理量，如尺寸、位移、速度、溫度等，因而是一種應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件。光電測量時(shí)不與被測對(duì)象直接接觸，光束的質(zhì)量又近似為零，在測量中不

21、存在摩擦和對(duì)被測對(duì)象幾乎不施加壓力。因此在許多應(yīng)用場合，光電式傳感器比其他傳感器有明顯的優(yōu)越性。其缺點(diǎn)是在某些應(yīng)用方面，光學(xué)器件和電子器件價(jià)格較貴，并且對(duì)測量的環(huán)境條件要求較高。類型：光電式傳感器有光電管、光電倍增管、光敏電阻、光電二極管和光電三極管、光電池、半導(dǎo)體色敏傳感器、光電閘流晶體管、熱釋電傳感器、光電耦合器件等光電元件。另外，光電式傳感器還可分為模擬式光電式傳感器和脈沖式光電式傳感器兩類。應(yīng)用：光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)?而且可測參數(shù)多。傳感器的結(jié)構(gòu)簡單?形式靈活多樣？體積小。近年來？隨著光電技術(shù)的發(fā)展？光電式傳感器已成為系列產(chǎn)品？其品種及產(chǎn)量日益增加？用戶可根據(jù)需

22、要選用各種規(guī)格的產(chǎn)品？它在機(jī)電控制、計(jì)算機(jī)、國防科技等方面。光電效應(yīng)：它是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的導(dǎo)電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三類。外光電效應(yīng)是指，在光線作用下物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的物理現(xiàn)象。光子是以量子化“粒子”的形式對(duì)可見光波段內(nèi)電磁波的描述。光子具有能量hv,h為普朗克常數(shù)，v為光頻。光子通量則相應(yīng)于光強(qiáng)。外光電效應(yīng)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程描述：Ek=hv-W其中，h表示普朗克常量，v表示入射光的頻率）。當(dāng)光子能量等于或大于逸出功時(shí)才能產(chǎn)生外光電效應(yīng)。因此每一種物體都有一個(gè)對(duì)應(yīng)于光電效應(yīng)的光頻閾值，稱為紅限頻率。對(duì)于紅限頻率以

23、上的入射光，外生光電流與光強(qiáng)成正比。內(nèi)光電效應(yīng)又分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)兩類。光電導(dǎo)效應(yīng)是指，半導(dǎo)體材料在光照下禁帶中的電子受到能量不低于禁帶寬度的光子的激發(fā)而躍遷到導(dǎo)帶，從而增加電導(dǎo)率的現(xiàn)象。能量對(duì)應(yīng)于禁帶寬度的光子的波長稱光電導(dǎo)效應(yīng)的臨界波長。光生伏打效應(yīng)是指光線作用能使半導(dǎo)體材料產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。光生伏打效應(yīng)又可分為勢(shì)壘效應(yīng)（結(jié)光電效應(yīng)）和側(cè)向光電效應(yīng)。勢(shì)壘效應(yīng)的機(jī)理是在金屬和半導(dǎo)體的接觸區(qū)（或在PN結(jié)）中，電子受光子的激發(fā)脫離勢(shì)壘（或禁帶）的束縛而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在阻擋層內(nèi)電場的作用下電子移向N區(qū)外側(cè)，空穴移向P區(qū)外側(cè)，形成光生電動(dòng)勢(shì)。側(cè)向光電效應(yīng)是當(dāng)光電器件敏感面受光照不

24、均勻時(shí)，受光激發(fā)而產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的濃度也不均勻，電子向未被照射部分?jǐn)U散，引起光照部分帶正電、未被光照部分帶負(fù)電的一種現(xiàn)象。外光電效應(yīng)光子，光子能量；光電子。外光電效應(yīng)是指在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應(yīng)在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)。光電導(dǎo)效應(yīng)：光敏電阻光敏二極管（晶體管）光生伏特效應(yīng)：光電池光敏管：1光敏二極管：光敏二極管在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)暗電流、光電流（光照越強(qiáng)，光電流？）2.光敏三極管基極無引出線，集電極相對(duì)于發(fā)射極為正電壓當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí)，就會(huì)在結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，從而形成光電流，相當(dāng)于三極管的基極電流。

25、因此集電極電流是光生電流的0倍，所以光敏晶體管有放大作用。分類：基于外光電效應(yīng)的光電敏感器件有光電管和光電倍增管?；诠怆妼?dǎo)效應(yīng)的有光敏電阻。基于勢(shì)壘效應(yīng)的有光電二極管和光電三極管（見半導(dǎo)體光敏元件）?；趥?cè)向光電效應(yīng)的有反轉(zhuǎn)光敏二極管。光電式傳感器還可按信號(hào)形式分為模擬式光電傳感器（見位移傳感器）和數(shù)字式光電傳感器（見轉(zhuǎn)速傳感器、光柵式傳感器、數(shù)字式傳感器）。光電式傳感器還有光纖傳感器、固體圖像傳感器等。構(gòu)成特點(diǎn)：光電傳感器的構(gòu)成：光電傳感器由光源、光學(xué)通路、光電元件構(gòu)成。光電式傳感器應(yīng)用1、光量變化的非電量；2、能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量。光電式傳感器的應(yīng)用可歸納為四種基本形式，即輻射式

26、（直射式）、吸收式、遮光式、反射式。光電式傳感器特點(diǎn)：非接觸、響應(yīng)快、性能可靠。熱電式傳感器熱電式傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。它是利用某些材料或元件的性能隨溫度變化的特性來進(jìn)行測量的。定義：例如將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻、熱電動(dòng)勢(shì)、熱膨脹、導(dǎo)磁率等的變化，再通過適當(dāng)?shù)臏y量電路達(dá)到檢測溫度的目的。把溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢(shì)的熱電式傳感器稱為熱電偶；把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值的熱電式傳感器稱為熱電阻。特點(diǎn)：1、熱電偶特點(diǎn)：測量精度高：因熱電偶直接與被測對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。測量范圍廣:常用的熱電偶從-50+1600°C均可連續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269°C（如金

27、鐵鎳鉻），最高可達(dá)+2800°C（如鎢-錸）。構(gòu)造簡單，使用方便：熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來非常方便。2、熱電阻特點(diǎn)：信號(hào)輸出較大，易于測量；熱電阻要借助外加電源，而熱電偶可自身產(chǎn)生電勢(shì)；熱電阻的測溫反應(yīng)速度慢；同類材料制成的熱電阻不如熱電偶測溫上限高。工作原理：熱電偶是利用熱電效應(yīng)制成的溫度傳感器。所謂熱電效應(yīng)，就是兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩接點(diǎn)溫度T和TO不同時(shí)，則在該回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。由熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)包括接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)。接觸電動(dòng)勢(shì)是由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸

28、處形成的電動(dòng)勢(shì)。其數(shù)值取決于兩種不同導(dǎo)體的材料特性和接觸點(diǎn)的溫度。溫差電動(dòng)勢(shì)是同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種電動(dòng)勢(shì)。其產(chǎn)生的機(jī)理為：高溫端的電子能量要比低溫端的電子能量大，從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端因獲得多余的電子而帶負(fù)電，在導(dǎo)體兩端便形成溫差電動(dòng)勢(shì)。熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測溫的。熱電阻廣泛用來測量一200850°C范圍內(nèi)的溫度，少數(shù)情況下，低溫可測量至1K，高溫達(dá)1000。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的精確度高，作為復(fù)現(xiàn)國際溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器。熱電偶工作原理熱電效應(yīng)：如右圖所示，兩種不同性質(zhì)的

29、導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料A、B串接成一個(gè)閉合回路，如果兩接合點(diǎn)處的溫度不同，即TMT0,則在兩導(dǎo)體間產(chǎn)生熱電勢(shì)，也稱熱電動(dòng)勢(shì)，常用EAB（T,T0）表示。同時(shí)在回路中有一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。幾個(gè)概念：熱電極：閉合回路中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B，稱為熱電極；熱電偶：閉合回路中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B的組合，稱為熱電耦；工作端：兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中溫度高的一端，稱為工作端；參比端：兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中溫度低的一端，稱為參比端；熱電動(dòng)勢(shì)：兩導(dǎo)體的接觸電勢(shì)+單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)；接觸電勢(shì)：產(chǎn)生接觸電勢(shì)的主要原因：不同材料具有不同的自由電子密度；兩種不同材料的導(dǎo)體接觸時(shí)，接觸面會(huì)發(fā)生電子擴(kuò)散；當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，在接觸區(qū)形成一個(gè)穩(wěn)定的電位，表示為：如圖所示：溫差電勢(shì): 導(dǎo)體中自由電子在高溫端具有較大的動(dòng)能；電子從高溫端向低溫端擴(kuò)散，因而高溫端帶正電，低溫端帶負(fù)電，形成靜電場，并阻礙電子擴(kuò)散；當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，兩端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電位差，稱為溫差電勢(shì)，表示為：如圖所示：接觸電勢(shì)與溫差電勢(shì)的性質(zhì)：用公式可以證明：回路總電勢(shì)：用小寫e表示接觸或溫差電勢(shì)，用大寫E表示回路總電勢(shì)