第三章-常用的傳感器課件

第三章常用的傳感器鄭惠萍河北科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院第三章常用的傳感器鄭惠萍1內(nèi)容提要基本概念、傳感器的分類傳感器的分類機(jī)械式傳感器電阻式傳感器電感式傳感器電容式傳感器壓電式傳感器磁電式傳感器熱電式傳感器光電式傳感器光纖式傳感器半導(dǎo)體傳感器紅外測試系統(tǒng)激光測試系統(tǒng)傳感器的選用原則內(nèi)容提要基本概念、傳感器的分類磁電式傳感器2基本概念傳感器的定義

把直接作用于被測量，能按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)變成同種或別種量值輸出的器件傳感器的作用

把被測量轉(zhuǎn)換為易測信號，傳送給測量系統(tǒng)的信號調(diào)理環(huán)節(jié)測量變換器

提供與輸入量有給定關(guān)系的輸出量的器件傳感器就是輸入量為被測量的測量變換器；位于測試裝置的輸入端基本概念傳感器的定義3傳感器的分類按被測量分類

位移、速度、加速度、力、溫度按傳感器工作原理分類

機(jī)械、電器、光學(xué)、流體式按信號變換特征分類

物性型、結(jié)構(gòu)型根據(jù)敏感元件與被測對象之間的能量關(guān)系分類

能量轉(zhuǎn)換（無源傳感器）、能量控制型（有源傳感器）按輸出信號分類模擬式、數(shù)字式

傳感器的分類按被測量分類4物性型、結(jié)構(gòu)型傳感器物性型傳感器是依靠敏感元件材料本身的物理化學(xué)性質(zhì)的變化來實(shí)現(xiàn)信號的變換的。水銀溫度計(jì)：水銀的熱脹冷縮現(xiàn)象壓力測力計(jì)：石英晶體的壓電效應(yīng)結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)變化而實(shí)現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換的。電容式傳感器：極板距離電容變化電感式傳感器：銜鐵位移自感或互感變化返回物性型、結(jié)構(gòu)型傳感器物性型傳感器是依靠敏感元件材料本身的物理5能量轉(zhuǎn)換、能量控制型傳感器能量轉(zhuǎn)換型（無源）傳感器：直接由被測對象輸入能量使其工作；熱電偶溫度計(jì)、彈性壓力計(jì)等能量轉(zhuǎn)換型（有源）傳感器：由外部供給能量使傳感器工作，并且由被測量來控制外部供給能量的變化；電阻應(yīng)變計(jì)+電橋返回能量轉(zhuǎn)換、能量控制型傳感器能量轉(zhuǎn)換型（無源）傳感器：直接由被6機(jī)械式傳感器1工作原理：以彈性體作為傳感器的敏感元件，輸出為彈性元件本身的彈性變形。機(jī)械式傳感器1工作原理：7機(jī)械式傳感器2特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用方便、價(jià)格低廉、讀書直觀；但彈性變形不宜大，機(jī)械傳動(dòng)宜受間隙影響，慣性大、固有頻率低應(yīng)用：用于檢測緩變或靜態(tài)被測量提高測量頻率范圍的方法被測量變形（位移）電信號彈性元件敏感元件機(jī)械式傳感器2特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、可靠、使用方便、價(jià)格低廉、讀8機(jī)械式傳感器3在自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制技術(shù)中廣泛應(yīng)用的微型探測開關(guān)也被看作機(jī)械式傳感器。機(jī)械式傳感器3在自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制技術(shù)中廣泛應(yīng)用的微型探測9電阻式傳感器1定義：把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。分類（按工作原理）：變阻式（電位差計(jì)式）傳感器電阻應(yīng)變片式傳感器金屬電阻應(yīng)變片半導(dǎo)體應(yīng)變片電阻式傳感器1定義：把被測量轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。10變阻式傳感器1工作原理：位移變化電阻的變化電位器觸頭位置變阻式傳感器1工作原理：電位器觸頭位置11變阻式傳感器2骨架形狀須根據(jù)所要求的輸出來確定，以保證變阻式傳感器2骨架形狀須根據(jù)所要求的輸出12變阻式傳感器的后接電路一般采用電阻分壓電路變阻式傳感器的后接電路一般采用電阻分壓電路13變阻式傳感器的特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，使用方便。缺點(diǎn)是分辨力不高，因?yàn)槭艿诫娮杞z直徑的限制。提高分辨力需使用更細(xì)的電阻絲，其繞制較困難。所以變阻器式傳感器的分辨力很難優(yōu)于20μm。由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，這種傳感器還有較大的噪聲。應(yīng)用：被用于線位移、角位移測量，在測量儀器中用于伺服記錄儀器或電子電位差計(jì)等。變阻式傳感器的特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，使用方14電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片1

工作原理：是基于應(yīng)變片發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化。常用的有絲式和箔式兩種。電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片1工作原理：是基于15電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片2電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片216電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片3電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片317電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片4電阻應(yīng)變片的應(yīng)變系數(shù)或靈敏度電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片4電阻應(yīng)變片的應(yīng)變系18電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片5制造應(yīng)變片的電阻絲的靈敏度多在1.7~3.6。一般市售電阻應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)阻值有60Ω、120Ω、350Ω、600Ω和1200Ω等。其中以120Ω為最常用。應(yīng)變片的尺寸可根據(jù)使用要求來選定。常用電阻絲材料的物理性質(zhì)見表3-2。電阻應(yīng)變式傳感器

---金屬電阻應(yīng)變片5制造應(yīng)變片的電阻絲19電阻應(yīng)變式傳感器

---半導(dǎo)體應(yīng)變片1工作原理：基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。所謂壓阻效應(yīng)是指單晶半導(dǎo)體材料在沿某一軸向受到外力作用時(shí)，其電阻率ρ發(fā)生變化的現(xiàn)象。靈敏度比金屬絲電阻應(yīng)變片大50~70倍電阻應(yīng)變式傳感器

---半導(dǎo)體應(yīng)變片1工作原理：基于半導(dǎo)體20電阻應(yīng)變式傳感器

---半導(dǎo)體應(yīng)變片2優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，機(jī)械滯后小、橫向效應(yīng)小以及體積小缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性能差、靈敏度分散度大(由于晶向、雜質(zhì)等因素的影響)以及在較大應(yīng)變作用下，非線性誤差大幾種常用半導(dǎo)體材料特性見表3-3。

注意：金屬絲電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片的主要區(qū)別在于：前者利用導(dǎo)體形變引起電阻的變化，后者利用半導(dǎo)體電阻率變化引起電阻的變化。電阻應(yīng)變式傳感器

---半導(dǎo)體應(yīng)變片2優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，機(jī)械21電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用實(shí)例1直接用來測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用實(shí)例1直接用來測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力22電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用實(shí)例2將應(yīng)變片貼于彈性元件上，作為測量力、壓力、加速度等物理參數(shù)的傳感器。彈性元件得到與被測量成正比的應(yīng)變，再由應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為電阻的變化。電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用實(shí)例2將應(yīng)變片貼于彈性元件上，作為測量力23電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用

注意事項(xiàng)電阻應(yīng)變片測出的是構(gòu)件或彈性元件上某處的應(yīng)變，而不是該處的應(yīng)力、力或位移。粘合劑和粘合技術(shù)對測量結(jié)果有著直接影響。用于動(dòng)態(tài)測量時(shí)應(yīng)考慮應(yīng)變片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。其中，限制應(yīng)變片上限測量頻率是所使用的電橋激勵(lì)電源的頻率和應(yīng)變片的基長。一般上限測量頻率應(yīng)在電橋激勵(lì)電源頻率的1/5~1/10以下?；L愈短，上限測量頻率可以愈高。一般基長為l0mm時(shí)，上限測量頻率可高達(dá)25kHz。要采取相應(yīng)的溫度補(bǔ)償措施，以消除溫度變化所造成的誤差。電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)用

注意事項(xiàng)電阻應(yīng)變片測出的是構(gòu)件或彈性元24電感式傳感器工作原理：把被測量，如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。其變換是基于電磁感應(yīng)原理。按照變換方式的不同可分為自感型（可變磁阻式、渦流式）互感型（差動(dòng)變壓器式）電感式傳感器工作原理：把被測量，如位移等，轉(zhuǎn)換為電感量變化的25電感式傳感器

—可變磁阻式（自感型）1線圈自感量L電感式傳感器

—可變磁阻式（自感型）1線圈自感量L26電感式傳感器

—可變磁阻式（自感型）2變氣隙自感式傳感器適用于較小位移的測量，一般約為0.001~1mm。電感式傳感器

—可變磁阻式（自感型）2變氣隙自感式傳感器適用27可變磁阻式傳感器

典型結(jié)構(gòu)方案可變磁阻式傳感器

典型結(jié)構(gòu)方案28常用測量范圍0~300μm，最小分辨力0.5μm常用測量范圍0~300μm，最小分辨力0.5μm29電感式傳感器

—渦電流式（自感型）1工作原理：利用金屬導(dǎo)體在交變磁場中的渦電流效應(yīng)。渦電流的磁場使原線圈的等效阻抗Z發(fā)生變化。影響Z的因素除了δ外，還有金屬板的電阻率、磁導(dǎo)率及線圈激磁園頻率。改變其中某一種因素達(dá)到不同的測試目的。電感式傳感器

—渦電流式（自感型）1工作原理：利用金屬導(dǎo)體在30渦電流式傳感器的測量電路1阻抗分壓式調(diào)幅電路渦電流式傳感器的測量電路1阻抗分壓式調(diào)幅電路31渦電流式傳感器的測量電路2調(diào)頻電路渦電流式傳感器的測量電路2調(diào)頻電路32渦電流式傳感器應(yīng)用用于動(dòng)態(tài)非接觸式測量，測量范圍±1mm~10mm,最高分辨力達(dá)0.1μm在徑向擺動(dòng)、回轉(zhuǎn)軸誤差運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)速和厚度測量，以及在零件計(jì)數(shù)、表面裂紋和缺陷測量中都可應(yīng)用。渦電流式傳感器應(yīng)用用于動(dòng)態(tài)非接觸式測量，測量范圍±1mm~133第三章--常用的傳感器課件34電感式傳感器

----差動(dòng)變壓器式（互感型）工作原理：利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)變壓器。電感式傳感器

----差動(dòng)變壓器式（互感型）工作原理：利用電35差動(dòng)變壓器式傳感器

工作原理差動(dòng)變壓器式傳感器

工作原理36差動(dòng)變壓器式傳感器

注意事項(xiàng)輸出電壓是交流量，其幅值與鐵心位移成正比，其輸出電壓如用交流電壓表指示，輸出值只能反映鐵心位移的大小，不能反映移動(dòng)的方向性。交流電壓輸出存在一定的零點(diǎn)殘余電壓。零點(diǎn)殘余電壓是由于兩個(gè)次級線圈結(jié)構(gòu)不對稱，以及初級線圈電阻、鐵磁材質(zhì)不均勻、線圈間分布電容等原因所形成。所以，即使鐵心處于中間位置輸出也不為零。為此，差動(dòng)變壓器式傳感器的后接電路形式，需要采用既能反映鐵心位移方向性，又能補(bǔ)償零點(diǎn)殘余電壓的差動(dòng)直流輸出電路。差動(dòng)變壓器式傳感器

注意事項(xiàng)輸出電壓是交流量，其幅值與鐵心位37差動(dòng)變壓器式傳感器

特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)：具有精確度高(高到0.1μm數(shù)量級)，線性范圍大(可擴(kuò)大到±100mm)，穩(wěn)定度好和使用方便；但其實(shí)際測量頻率上限受制于傳感器中所包含的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于直線位移的測量；借助于彈性元件可用于壓力、重量的測量差動(dòng)變壓器式傳感器

特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)：具有精確度高(高到0.138電容式傳感器定義：將被測物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的裝置。它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。工作原理：分類：極距變化型、面積變化型和介質(zhì)變化型電容式傳感器定義：將被測物理量轉(zhuǎn)換為電容量變化的裝置。它實(shí)質(zhì)39電容式傳感器--極距變化型1通常規(guī)定在較小的間隙變化范圍內(nèi)工作，以便獲得近似線性關(guān)系。一般取極距變化范圍約為Δδ/δ=0.1。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高傳感器的靈敏度、線性度以及克服某些外界條件(如電源電壓、環(huán)境溫度等)的變化對測量精確度的影響，常常采用差動(dòng)式。電容式傳感器--極距變化型1通常規(guī)定在較小的間隙變化范圍內(nèi)工40電容式傳感器--極距變化型2優(yōu)點(diǎn)：可進(jìn)行動(dòng)態(tài)非接觸式測量，對被測系統(tǒng)的影響?。混`敏度高，適用于較小位移(0.01~數(shù)百微米)的測量。缺點(diǎn)：有線性誤差、傳感器的雜散電容也對靈敏度和測量精確度有影響，與傳感器配合使用的電子線路也比較復(fù)雜。電容式傳感器--極距變化型2優(yōu)點(diǎn)：可進(jìn)行動(dòng)態(tài)非接觸式測量，對41電容式傳感器—面積變化型2電容式傳感器—面積變化型242電容式傳感器—面積變化型3特點(diǎn)：輸出與輸入成線性關(guān)系。但與極距變化型相比，靈敏度較低，適用于較大直線位移及角位移的測量。電容式傳感器—面積變化型3特點(diǎn)：輸出與輸入成線性關(guān)系。但與極43電容式傳感器—介質(zhì)變化型一種利用介質(zhì)介電常數(shù)的變化將被測量轉(zhuǎn)換為電量的傳感器?？捎脕頊y量電介質(zhì)的液位或某些材料的厚度、溫度和濕度等，也可用來測量空氣的濕度。電容式傳感器—介質(zhì)變化型一種利用介質(zhì)介電常數(shù)的變化將被測量轉(zhuǎn)44電容式傳感器---測量電路11.電橋型電路直流極化電路（用于電容傳聲器或壓力傳聲器中）電容式傳感器---測量電路11.電橋型電路直流極化電路45電容式傳感器---測量電路2諧振電路電容式傳感器---測量電路2諧振電路46電容式傳感器---測量電路3調(diào)頻電路運(yùn)算放大器電路電容式傳感器---測量電路3調(diào)頻電路47電容式傳感器---注意事項(xiàng)注意：1）電容傳感器的電容量很小，一般只有幾十或幾百pF，測量時(shí)電容量的變化更小，常在lpF以下；2）傳感器板極與周圍元件之間以及連接電纜都存在著寄生電容，其電容值甚大且不穩(wěn)定。措施：縮短傳感器和測量電路之間的電纜，甚至將測量電路的一部分和傳感器做成一體或采用專用的驅(qū)動(dòng)電纜。電容式傳感器---注意事項(xiàng)注意：1）電容傳感器的電容量很小，48壓電式傳感器1定義：是一種可逆型換能器，既可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，又可以將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。工作原理：利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)?；靖拍睿簤弘娦?yīng)逆壓電效應(yīng)（電致伸縮效應(yīng)）壓電式傳感器1定義：是一種可逆型換能器，既可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為49第三章--常用的傳感器課件50第三章--常用的傳感器課件51壓電材料常用的壓電材料大致可分為三類：壓電單晶、壓電陶瓷和有機(jī)壓電薄膜。壓電單晶為單晶體，常用的有石英晶體(SiO2)、鈮酸鋰(LiNbO3)、鉭酸鋰(LiTaO3)等。壓電陶瓷為多晶體，常用的有鈦酸鋇(BaTiO3)、鋯鈦酸鉛（PZT）等。高分子壓電薄膜以聚偏二氟乙烯（PVdF）最為著名。壓電材料常用的壓電材料大致可分為三類：壓電單晶、壓電陶瓷和有52壓電傳感器及其等效電路測量靜態(tài)核準(zhǔn)靜態(tài)量時(shí)，必須采用極高負(fù)載的阻抗；適宜于動(dòng)態(tài)測量壓電傳感器及其等效電路測量靜態(tài)核準(zhǔn)靜態(tài)量時(shí)，必須采用極高負(fù)載53壓電傳感器測量電路1前置放大器輸出電信號是很微弱的電荷，而且傳感器本身有很大內(nèi)阻，故輸出能量甚微，這給后接電路帶來一定困難。為此，通常把傳感器信號先輸?shù)礁咻斎胱杩沟那爸梅糯笃?。前置放大器的主要作用將傳感器的高阻抗輸出變換為低阻抗輸出放大傳感器輸出的微弱電信號壓電傳感器測量電路1前置放大器54壓電傳感器測量電路2前置放大器電路形式用電阻反饋的電壓放大器，其輸出電壓與輸入電壓(即傳感器的輸出)成正比；（電纜的長度和形態(tài)變化使傳感器靈敏度發(fā)生變化，對測量結(jié)果有影響）帶電容反饋的電荷放大器，其輸出電壓與輸入電荷成正比；（在一定條件下，與電纜對地電容無關(guān)）壓電傳感器測量電路2前置放大器電路形式55壓電傳感器測量電路3當(dāng)壓電傳感器測量電路3當(dāng)56壓電傳感器應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域常用來測量力、壓力、振動(dòng)的加速度，也用于聲學(xué)(包括超聲)和聲發(fā)射等測量壓電傳感器類型壓電式力傳感器：10-3N到104kN，動(dòng)態(tài)范圍一般為60dB；測量方向有單方向的，也有多方向的。壓電式壓力傳感器：1）利用膜片式彈性元件；2)利用活塞壓電式加速度傳感器：系列產(chǎn)品（不同靈敏度、不同量程、不同大小），靈敏閾達(dá)10-6gn壓電傳感器應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域57注意事項(xiàng)必須采用阻抗變換器或電荷放大器。己有將阻抗變換器和傳感器集成在一起的集成傳感器，其輸出阻抗很低。在低頻振動(dòng)時(shí)，壓電式加速度計(jì)振動(dòng)圓頻率小，受靈敏度限制，其輸出信號很弱，信噪比差。使用時(shí)，應(yīng)該選用橫向靈敏度小的傳感器在安裝使用時(shí)，應(yīng)力求使最小橫向靈敏度方向與最大橫向干擾力方向重合。經(jīng)常校準(zhǔn)壓電式傳感器是十分必要的。注意事項(xiàng)必須采用阻抗變換器或電荷放大器。己有將阻抗變58磁電式傳感器定義：是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢的一種傳感器，又稱電磁感應(yīng)式或電動(dòng)式傳感器。工作原理：按結(jié)構(gòu)方式分類：動(dòng)圈式、磁阻式磁電式傳感器定義：是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢的一種傳感器59注意：線圈與磁場相對速度慣性式速度計(jì)工作原理注意：線圈與磁場相對速度慣性式速度計(jì)工作原理60磁電式傳感器測量電路不使用特別加長電纜時(shí)，并且時(shí)，則放大器輸入電壓磁電式傳感器測量電路不使用特別加長電纜時(shí)，并且61磁阻式電磁傳感器1原理：線圈和磁鐵不做相對運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)著的物體（導(dǎo)磁材料）來改變磁路的磁阻，而引起磁力線的改變，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。組成：由永久磁鐵及纏繞其上的線圈組成。磁阻式電磁傳感器1原理：線圈和磁鐵不做相對運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)著的物62磁阻式電磁傳感器2磁阻式電磁傳感器263熱電式傳感器工作原理：把被測量(主要是溫度)轉(zhuǎn)換為電量變化的一種裝置，其變換是基于金屬的熱電效應(yīng)。分類（按照變換方式）：熱電偶熱電阻傳感器熱電式傳感器工作原理：把被測量(主要是溫度)轉(zhuǎn)換為電量變化64熱電偶1工作原理：熱電偶屬于結(jié)構(gòu)型傳感器；把兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成圖示的閉合回路，如果將它們的兩個(gè)接點(diǎn)分別置于溫度為T和T0(假定T>T0)的熱源中，則在該回路內(nèi)就會產(chǎn)生熱電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶1工作原理：熱電偶屬于結(jié)構(gòu)型傳感器；把兩種不同65熱電偶2溫差電動(dòng)勢是在同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電動(dòng)勢。熱電偶2溫差電動(dòng)勢是在同一導(dǎo)體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的66熱電偶回路的特點(diǎn)1）若組成熱電偶的回路的兩種導(dǎo)體相同，無論兩接點(diǎn)溫度如何，熱電偶回路中的總熱電動(dòng)勢為零；2）若熱電偶兩接點(diǎn)溫度相同，則盡管導(dǎo)體A、B的材料不同，熱電偶回路中的總熱電動(dòng)勢也為零；3）熱電偶AB的熱電動(dòng)勢與導(dǎo)體材料AB的中間溫度無關(guān)，而只與接點(diǎn)溫度有關(guān)；熱電偶回路的特點(diǎn)1）若組成熱電偶的回路的兩種導(dǎo)體相同，無論兩67熱電偶回路的特點(diǎn)24）熱電偶AB在接點(diǎn)溫度T1、T3時(shí)的熱電動(dòng)勢，等于熱電偶在接點(diǎn)溫度T1、T2和T2、T3時(shí)的熱電動(dòng)勢總合；5）在熱電偶回路中接入第三種材料的導(dǎo)線，只要第三種導(dǎo)線的兩端溫度相同，第三種導(dǎo)線的引入不會影響熱電偶的熱電動(dòng)勢，這一性質(zhì)稱中間導(dǎo)體定律。6）當(dāng)溫度為T1、T2時(shí)，用導(dǎo)體A、B組成的熱電偶的熱電動(dòng)勢等于AC熱電偶和CB熱電偶的熱電動(dòng)勢的和。熱電偶回路的特點(diǎn)24）熱電偶AB在接點(diǎn)溫度T1、T3時(shí)的熱68中間導(dǎo)體定律的應(yīng)用中間導(dǎo)體定律的應(yīng)用69熱電偶分類鉑銠—鉑熱電偶鎳鉻—鎳硅(鎳鉻一鎳鋁)熱電偶鎳鉻—考銅熱電偶鉑銠30—鉑銠6熱電偶選用時(shí)需考慮：測溫范圍、測溫狀態(tài)和介質(zhì)情況。熱電偶分類鉑銠—鉑熱電偶70熱電阻傳感器

利用電阻隨溫度變化的特點(diǎn)制成的傳感器叫熱電阻傳感器，它主要用于對溫度和與溫度有關(guān)的參數(shù)測定。按熱電阻的性質(zhì)來分，可分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩大類，前者通常簡稱為熱電阻，后者稱為熱敏電阻。熱電阻是由電阻體、絕緣套管和接線盒等主要部件組成，其中，電阻體是熱電阻的最主要部分。鉑電阻、銅電阻等。熱敏電阻屬于半導(dǎo)體傳感器。熱電阻傳感器利用電阻隨溫度變化的特點(diǎn)制成的傳感器叫熱電阻傳71光電傳感器定義：光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。測量其他非電量時(shí)，只需將這些非電量的變化先轉(zhuǎn)換為光信號的變化。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、精度高、非接觸和反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于各種自動(dòng)檢測系統(tǒng)中。光電傳感器定義：光電傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。72光電測量原理光電傳感器的工作基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。每個(gè)光子具有的能量為hγ(γ為光的頻率，h=6.62620×10-34J·S為普朗克常數(shù))。用光照射某一物體，即為光子與物體的能量交換過程，這一過程中產(chǎn)生的電效應(yīng)稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)（按其作用原理分）外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)光生伏打效應(yīng)光電測量原理光電傳感器的工作基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。每個(gè)光子具有的能73外光電效應(yīng)定義：在光照作用下，物體內(nèi)的電子從物體表面逸出的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，亦稱光電子發(fā)射效應(yīng)。外光電效應(yīng)器件真空光電管或光電管光電倍增管外光電效應(yīng)定義：在光照作用下，物體內(nèi)的電子從物體表面逸出的現(xiàn)74真空光電管特性真空光電管特性75內(nèi)光電效應(yīng)定義：在光照作用下，物體的導(dǎo)電性能如電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱內(nèi)光電效應(yīng)，又稱光導(dǎo)效應(yīng)。內(nèi)外光電效應(yīng)的區(qū)別外光電效應(yīng)產(chǎn)生于物體表面層，在光輻射作用下，物體內(nèi)部的自由電子逸出到物體外部，而內(nèi)光電效應(yīng)則不發(fā)生電子逸出。這時(shí)，物體內(nèi)部的原子吸收光能量，獲得能量的電子擺脫原子束縛成為物體內(nèi)部的自由電子，從而使物體的導(dǎo)電性發(fā)生改變。內(nèi)光電效應(yīng)器件光敏電阻以及由光敏電阻制成的光導(dǎo)管。內(nèi)光電效應(yīng)定義：在光照作用下，物體的導(dǎo)電性能如電阻率發(fā)生改變76光生伏打效應(yīng)定義：在光線照射下能使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢的現(xiàn)象稱為光生伏打效應(yīng)。光生伏打效應(yīng)的器件：光電池光電池也是一種有源器件。它廣泛用于把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，亦稱為太陽能電池。光電池種類很多，有硅、硒、砷化鎵、硫化鎘、硫化鉈光電池等。硅光電池應(yīng)用最為廣泛。硅光電池較適宜于接收紅外光。光生伏打效應(yīng)定義：在光線照射下能使物體產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢的77光電元件真空光電管或光電管光電倍增管光敏電阻光敏晶體管光敏二極管光敏晶體管光電元件真空光電管或光電管78光敏電阻阻值的大小隨光照的增強(qiáng)而降低，且光照停止后，電阻恢復(fù)原來的值。特點(diǎn)：靈敏度高、光譜響應(yīng)范圍寬，可從紫外一直到紅外，且體積小、性能穩(wěn)定，廣泛用于測試技術(shù)。主要特征參數(shù)光電流、暗電阻、亮電阻光照特性同：光電流與光通量的關(guān)系伏安特性：兩端所施加的電壓與光電流之司的關(guān)系光譜特性：對不同波長的入射光，相對靈敏度不一樣光敏電阻阻值的大小隨光照的增強(qiáng)而降低，且光照停止后，電阻恢復(fù)79

光電傳感器的應(yīng)用模擬量光電傳感器開關(guān)量光電傳感器脈沖盤式角度-數(shù)字編碼器碼盤式角度-數(shù)字編碼器光電式角度-數(shù)字編碼器光電傳感器的應(yīng)用模擬量光電傳感器80a）光電比色高溫計(jì)中b）測液體、氣體的透明度、混濁度的光電比色計(jì)、混濁度的傳感器c）測量表面粗糙度的儀器傳感器d）檢測尺寸或振動(dòng)的儀器中的傳感器a）光電比色高溫計(jì)中81第三章--常用的傳感器課件82第三章--常用的傳感器課件83第三章--常用的傳感器課件84第三章--常用的傳感器課件85光纖傳感器定義：將被測過量轉(zhuǎn)換為光波變化的裝置。傳統(tǒng)傳感器以機(jī)-電轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，以電信號為變換和傳輸載體，利用導(dǎo)線傳輸電信號。光纖傳感器則以光學(xué)量為轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)，以光信號為變換和傳輸載體，利用光導(dǎo)纖維傳輸光信號。光纖傳感器的分類按光波的調(diào)制方式：強(qiáng)度調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制、偏振調(diào)制按光纖的作用：功能型、傳光型光纖傳感器定義：將被測過量轉(zhuǎn)換為光波變化的裝置。86功能型和傳光型光纖傳感器功能型光纖傳感器的光纖不僅起著傳輸光波的作用，還起著敏感元件的作用，由它進(jìn)行光波調(diào)制；它既傳光又傳感。傳光型光纖傳感器的光纖僅僅起著傳輸光波的作用，對光波的調(diào)制則需要依靠其他元件來實(shí)現(xiàn)。功能型和傳光型光纖傳感器功能型光纖傳感器的光纖不僅起著傳輸光87光纖導(dǎo)光原理N1大折射率的介質(zhì)（光密介質(zhì)）N2小折射率的介質(zhì)（光疏介質(zhì)）光波沿光纖的傳播是以全反射方式進(jìn)行的。光纖導(dǎo)光原理N1大折射率的介質(zhì)