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其他种类电阻传感器结构_其他种类电阻传感器工作原理

2019年08月07日 09:38 沈苗 作者: 用户评论(0

  光敏电阻传感器

  

  光敏电阻传感器结构

  光敏电阻传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的,它的基本结构包括光源,光学通路和光电元件三部分,它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

  由于光敏电阻传感器是一种依靠被测物与光电元件和光源之间的关系,来达到测量目的的,因此光敏电阻传感器的光源扮演着很重要的角色,光敏电阻传感器的电源要是一个恒光源,电源稳定性的设计至关重要,电源的稳定性直接影响到测量的准确性,常用光源有以下几种:

  发光二极管 是一种把电能转变成光能的半导体器件。它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点,并能和集成电路相匹配。因此,广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。

  丝灯泡, 这是一种最常用的光源,它具有丰富的红外线。如果选用的光电元件对红外光敏感,构成传感器时可加滤色片将钨丝灯泡的可见光滤除,而仅用它的红外线做光源,这样,可有效防止其他光线的干扰。

  光敏电阻传感器工作原理

  由于光敏电池即使在强光照射下,最大输出电压也仅0.6V,还不能使下一级晶体管有较大的电流输出,故必须加正向偏压,为了减小晶体管基极电路阻抗变化,尽量降低光电池在无光照时承受的反向偏压,可在光电池两端并联一个电阻。或者利用锗[注1]二极管产生的正向压降和光电池受到光照时产生的电压叠加,使硅管e、b极间电压大于0.7V,而导通工作。

  半导体光电元件的光电转换电路也可以使用集成运算放大器。硅光敏二极管通过集成运放可得到较大输出幅度,当光照产生的光电流为时,输出电压为了保证光敏二极管处于反向偏置,在它的正极要加一个负电压,由于光电池的短路电流和光照成线性关系,因此将它接在运放的正、反相输入端之间,利用这两端电位差接近于零的 特点,可以得到较好的效果。

  光敏电阻传感器特性及应用

  随着科学技术的发展人们对测量精度有了更高的要求,这就促使光电传感器不得不随着时代步伐而更新,改善光电传感器性能的主要手段就是应用新材料、新技术制造性能更优越的光电元件。例如今天光电传感器的雏形,是一种小的金属圆柱形设备,发射器带一个校准镜头,将光聚焦射向接收器,接收器出电缆将这套装置接到一个真空管放大器上在金属圆筒内有一个小的白炽灯作为光源的一种坚固的白炽灯传感器。由于这种传感器存在各种缺陷,逐渐在测量领域销声匿迹。到了光纤出现,因为它的各种优越的性能,于是出现了光纤与传感器配套使用的无源元件,另外光纤不受任何电磁信号的干扰,并且能使传感器的电子元件与其他电的干扰相隔离。正是因为这样,光电传感器具有其他传感器所不能取代优越性,因此它发展前景非常好,应用也会越来越广泛。

  热敏电阻传感器

  

  热敏电阻传感器结构

  普通型热电阻由感温元件(金属电阻丝)、支架、引出线、保护套管及接线盒等基本部分组成。为避免电感分量,热电阻丝常采用双线并绕,制成无感电阻。

  热敏电阻传感器工作原理

  在金属中,载流子[注2]为自由电子,当温度升高时,虽然自由电子数目基本不变(当温度变化范围不是很大时),但每个自由电子的动能将增加,因而在一定的电场作用下,要使这些杂乱无章的电子作定向运动就会遇到更大的阻力,导致金属电阻值随温度的升高而增加。热电阻就要是利用电阻随温度升高而增大这一特性来测量温度的。

  热敏电阻是一种新型的半导体测温元件。半导体中参加导电的是载流子,由于半导体中载流子的数目远比金属中的自由电子数目少得多,所以它的电阻率大。随温度的升高,半导体中更多的价电子受热激发跃迁到较高能级而产生新的电子—空穴[注3]对,因而参加到电的载流子数目增加了,半导体的电阻率也就降低了(电导率增加)。因为载流子数目随温度上升按指数规律增加,所以半导体的电阻率也就随温度上升按指数规律下降。热敏电阻正是利用半导体这种载流子数随温度变化而变化的特性制成的一种温度敏感元件。当温度变化1℃时,某些半导体热敏电阻的阻值变化将达到(3~6)%。在一定条件下,根据测量热敏电阻值的变化得到温度的变化。

  热敏电阻传感器特性及应用

  热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。主要用途有测温、温度补偿、过热保护、液面的测量。

  在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。热电阻传感器具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。

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( 发表人:陈翠 )

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