第三章：常用的傳感器

第三章常用的傳感器§3-1傳感器的分類§3-2電阻式傳感器§3-3電感式傳感器§3-4電容式傳感器§3-5壓電式傳感器§3-6磁電式傳感器§3-7半導(dǎo)體傳感器§3-8傳感器的選用原則概述傳感器——能按一定規(guī)律把被測(cè)量轉(zhuǎn)化為同種或另一種量值輸出的器件。目前，傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)大多為電信號(hào)。傳感器的作用——類似于人類的感覺(jué)器官。它把被測(cè)量，如力、位移、溫度等，轉(zhuǎn)化為易測(cè)信號(hào)，傳遞給測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理環(huán)節(jié)深入研究傳感器的原理和作用，研制新型傳感器，對(duì)于社會(huì)的發(fā)展有十分重要的作用?！?-1傳感器的分類位移傳感器按被測(cè)量分力傳感器

溫度傳感器等機(jī)械式按工作原理分電氣式

光學(xué)式等§3-1傳感器的分類機(jī)械式傳感器常常以彈性元件作為傳感器的敏感元件，故也稱為彈性敏感元件。可用來(lái)測(cè)力、壓力、溫度等。它的輸出是彈性元件本身的彈性變形?？蓪椥宰冃无D(zhuǎn)換為儀表指針的偏轉(zhuǎn)，借助刻度指示出被測(cè)量的大小。也可利用其他傳感器，將彈性變形(位移量)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。優(yōu)缺點(diǎn)：有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、使用方便、價(jià)格低廉、讀數(shù)直觀等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是彈性變形不宜大，以減小線性誤差，此外，由于放大和指示環(huán)節(jié)多為機(jī)械傳動(dòng)，不僅受間隙影響，而且慣性大，固有頻率低，只適宜于檢測(cè)緩變或靜態(tài)被測(cè)量?！?-2電阻式傳感器它是一種把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，屬能量控制型傳感器。按其工作原理可分為變阻器式傳感器和電阻應(yīng)變式傳感器兩類?！?-2電阻式傳感器一、變阻式傳感器（電位差計(jì)式傳感器）當(dāng)ρ、A保持不變時(shí)，R∝l。如圖，改變電位器觸頭位置，則會(huì)改變A、C之間電阻絲長(zhǎng)度，從而改變A、C兩點(diǎn)間的電阻R?？捎脕?lái)測(cè)量位移量(線位移、角位移等)?！?-2電阻式傳感器直線位移型：R=klx，靈敏度S=dR/dx=kl。當(dāng)導(dǎo)線均布時(shí)，kl為常數(shù)，傳感器輸出（電阻）與輸入（位移）呈線性關(guān)系。角位移型：S=dR/da=ka，導(dǎo)線均布時(shí)，輸出與角位移a呈線性關(guān)系。非線性型：若要求輸出R與輸入（位移x）呈非線性關(guān)系，則要求變阻器骨架做成三角形或其他形狀?！?-2電阻式傳感器變阻式傳感器的后繼電路一般采用電阻分壓電路，如圖，輸出電壓uy與直流激勵(lì)電壓u0及位移x之間的關(guān)系可用下式表示?？梢?，只有當(dāng)后接電路電阻RL>>Rp時(shí)，uy與x成線性關(guān)系?！?-2電阻式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)：變阻器式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，使用方便。缺點(diǎn)是因受到電阻絲直徑的限制，分辨力不高。提高分辨力需要使用更細(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。變阻器式傳感器產(chǎn)品案例：重量的自動(dòng)檢測(cè)--配料設(shè)備

比較重量設(shè)定原材料3.2電阻式傳感器原理：彈簧->力->位移->電位器->電阻案例：煤氣包儲(chǔ)量檢測(cè)煤氣包鋼絲3.2電阻式傳感器原理：鋼絲->收線圈數(shù)->電位器->電阻案例：玩具機(jī)器人（廣州中鳴數(shù)碼）3.2電阻式傳感器原理：電機(jī)->轉(zhuǎn)角->電位器->電阻§3-2電阻式傳感器二、電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量對(duì)象：應(yīng)變、力、位移、加速度、扭矩等。優(yōu)點(diǎn)：體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、測(cè)量精度高、使用簡(jiǎn)便。分類：金屬電阻應(yīng)變片、半導(dǎo)體應(yīng)變片?！?-2電阻式傳感器金屬電阻應(yīng)變片金屬電阻絲應(yīng)變片§3-2電阻式傳感器金屬箔式應(yīng)變片：用柵狀金屬箔片代替柵狀金屬絲。優(yōu)點(diǎn)：用光刻技術(shù)制造，適于大批量生產(chǎn)，且線條均勻，尺寸準(zhǔn)確，阻值一致性好。箔片厚約1~10μm，散熱好，粘結(jié)情況好，傳遞試件應(yīng)變性能好。因此，目前使用的多系金屬箔式應(yīng)變片?！?-2電阻式傳感器工作原理將應(yīng)變片用特制膠水粘固在彈性元件或需要測(cè)量變形的物體表面。電阻絲即隨該物體一同變形，導(dǎo)致電阻絲的長(zhǎng)度l、截面大小A、以及電阻率ρ都發(fā)生變化，從而引起電阻應(yīng)變片電阻絲電阻的變化，利用電橋就可測(cè)出電阻變化，從而測(cè)出應(yīng)變大小?！?-2電阻式傳感器電阻相對(duì)變化：ν——絲材泊桑比§3-2電阻式傳感器λ——壓阻系數(shù)，與絲材材質(zhì)有關(guān)；E——絲材彈性模量。經(jīng)整理：§3-2電阻式傳感器項(xiàng)由電阻絲幾何尺寸改變所至，對(duì)同一材料，1+2ν是常數(shù)，λEε是由電阻絲的電阻率隨應(yīng)變的改變而引起的，對(duì)金屬電阻絲，λE很小，可忽略。故：此式表明電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變?chǔ)懦烧??！娮钁?yīng)變片的應(yīng)變系數(shù)，或靈敏度。Sg多在1.7~3.6之間?！?-2電阻式傳感器電阻應(yīng)變片的標(biāo)準(zhǔn)電阻值有60Ω、120Ω、350Ω、600Ω和1000Ω等，其中120Ω最常用.§3-2電阻式傳感器它的工作原理與金屬電阻應(yīng)變片類似。但引起阻值變化的因素中，遠(yuǎn)小于λEε項(xiàng)，可忽略。它是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)來(lái)工作的。靈敏度：半導(dǎo)體應(yīng)變片§3-2電阻式傳感器優(yōu)點(diǎn)：體積小，靈敏度高，機(jī)械滯后小，橫向靈敏度小。缺點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性能差、靈敏度分散度大（晶向、雜質(zhì)影響）、在較大應(yīng)變作用下，非線性誤差大等。這給應(yīng)用帶來(lái)了一定困難。應(yīng)變計(jì)3.2電阻式傳感器金屬應(yīng)變計(jì)§3-2電阻式傳感器使用應(yīng)變片傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)1）應(yīng)變片與試件（或彈性元件）應(yīng)粘牢。貼應(yīng)變片時(shí)，試件表面應(yīng)清洗干凈，同時(shí)，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)恼澈蟿?）動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)，應(yīng)考慮應(yīng)變片本身的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。電橋激勵(lì)電源頻率越高，應(yīng)變片基長(zhǎng)越短，所能測(cè)量的上限頻率越高。3）溫度的升高會(huì)引起應(yīng)變片電阻值的變化，測(cè)量時(shí)，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償（一般利用電橋的和差特性進(jìn)行補(bǔ)償）。關(guān)于電橋的應(yīng)用，詳見第四章。3.2電阻式傳感器應(yīng)變片測(cè)量電路VER1R2R3R4§3-2電阻式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用實(shí)例將應(yīng)變片貼于彈性元件上，作為測(cè)量力、位移、壓力、加速度等物理參數(shù)的傳感器?！?-2電阻式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用實(shí)例測(cè)定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力案例：電子稱原理將物品重量通過(guò)懸臂梁轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)變形再通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電量輸出。3.2電阻式傳感器案例：沖床生產(chǎn)記數(shù)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)3.2電阻式傳感器案例：機(jī)器人握力測(cè)量3.2電阻式傳感器3.2電阻式傳感器案例：振動(dòng)式地音入侵探測(cè)器

適合于金庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)、古建筑的防范，挖墻、打洞、爆破等破壞行為均可及時(shí)發(fā)現(xiàn)。3.2電阻式傳感器§3-3電感式傳感器電感式傳感器是一種把被測(cè)量（一般為位移）轉(zhuǎn)換為電感量變化的一種裝置。它利用了電磁感應(yīng)原理。按變換方式的不同，可分為自感型和互感型兩種。

電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理，它是把被測(cè)量轉(zhuǎn)化為電感量的一種裝置。分類:電感式傳感器自感型可變磁阻型渦流式互感型§3-3電感式傳感器一、自感型1、可變磁阻式如圖，線圈自感量L為：式中：W—線圈匝數(shù)Rm—磁路總磁阻§3-3電感式傳感器若空氣隙δ較小，且不考慮磁路鐵損時(shí)，則總磁阻為：§3-3電感式傳感器由此可知，δ的變化或A0的變化均會(huì)引起L的變化。因?yàn)殍F心磁阻遠(yuǎn)小于空氣隙的磁阻，可以忽略，故：§3-3電感式傳感器1）當(dāng)A0固定時(shí)，L∝1/δ，L與δ呈非線性關(guān)系，其靈敏度為：（dL/dδ）由于S∝1/δ2，故δ愈小，其靈敏度愈高。S不是常數(shù)，有非線性誤差。為減小誤差，間隙δ的變化范圍不能太大，一般取△δ/δ0≦0.1。這種傳感器只能測(cè)量較小的位移量，一般為0.001~1mm?！?-3電感式傳感器1）當(dāng)A0固定時(shí)，L∝1/δ，L與δ呈非線性關(guān)系，其靈敏度為：（dL/dδ）為提高靈敏度S并改善非線性，可做成差動(dòng)式。§3-3電感式傳感器2）當(dāng)δ固定時(shí)，改變A0，可做成另外一種形式的傳感器：§3-3電感式傳感器電感的變化一般用電橋讀出?！?-3電感式傳感器2、渦電流式它是利用金屬導(dǎo)體在交變磁場(chǎng)（由線圈通上交流電產(chǎn)生）的作用下產(chǎn)生渦電流，渦電流又產(chǎn)生反抗磁場(chǎng)，引起原線圈阻抗的變化的原理制成的。原線圈的等效阻抗Z變化：§3-3電感式傳感器渦流式傳感器的測(cè)量電路：一般采用阻抗式調(diào)幅電路（圖3-16）或調(diào)頻電路（圖3-18）。圖3-17是調(diào)幅電路的諧振曲線和輸出特性。§3-3電感式傳感器渦流式傳感器可用于動(dòng)態(tài)非接觸式測(cè)量，測(cè)量范圍隨傳感器結(jié)構(gòu)尺寸、線圈匝數(shù)和激磁頻率而異，從±1mm到±10mm不等。分辨率可達(dá)0.1μm。此外，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，不受油液等介質(zhì)影響等。應(yīng)用越來(lái)越廣泛。案例：無(wú)損探傷原理裂紋檢測(cè)，缺陷造成渦流變化?；疖囕啓z測(cè)油管檢測(cè)§3-3電感式傳感器二、互感型——差動(dòng)變壓式電感傳感器它是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象工作的。如圖，線圈中的感應(yīng)電勢(shì)為：式中M（互感）的大小與兩線圈相對(duì)位置及周圍介質(zhì)的導(dǎo)磁能力等因素有關(guān)。互感型傳感器就是利用了這一原理，將被測(cè)位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。這種傳感器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)小型的變壓器?！?-3電感式傳感器實(shí)際應(yīng)用中，一般使用兩個(gè)次級(jí)線圈，做成差動(dòng)變壓器式傳感器。當(dāng)鐵心位于中心位置時(shí)，輸出電壓e0=e1-e2=0，當(dāng)鐵心上移或下移x時(shí)，e1≠e2，e0隨位移的增大而增大（圖C）。e0是交流電壓，其幅值與鐵心位移成正比。測(cè)量e0的大小只能確定位移的大小，而無(wú)法確定位移的方向，一般通過(guò)相敏檢波電路來(lái)確定位移的方向及大小?！?-3電感式傳感器互感型傳感器的特點(diǎn)：案例：板的厚度測(cè)量~案例：張力測(cè)量變換原理:將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電容量變化兩平行極板組成的電容器,它的電容量為:+++Aδ、A或ε發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起電容的變化。§3-4電容式傳感器a)極距δ變化型++++++b)面積變化型角位移型+++平面線位移型柱面線位移型.產(chǎn)品.陶瓷電容壓力傳感器液體壓力作用在陶瓷膜片的表面，使膜片產(chǎn)生位移。

壓力變送器c)介質(zhì)變化型產(chǎn)品.電容式液位傳感器（液位計(jì)/料位計(jì)）3.4電容式傳感器

§3-4電容式傳感器二、測(cè)量電路1、電橋型電路將差動(dòng)式電容傳感器作為交流電橋的一部分，當(dāng)電容變化時(shí)，電橋的輸出電壓隨之變化，電橋的輸出為一調(diào)幅波，經(jīng)放大、相敏解調(diào)、濾波后獲得輸出（電壓），用該輸出推動(dòng)顯示儀表?！?-4電容式傳感器2、直流極化電路這是另一種形式的測(cè)量電路，多用于電容傳聲器或壓力傳感器中?！?-4電容式傳感器3、諧振電路圖3-27，電容傳感器的電容Cx作為諧振電路調(diào)諧電容的一部分，電路的輸出為電壓u或電流I。Cx變化時(shí)，u或I也隨之變化，當(dāng)Cx變到一定值時(shí)，輸出達(dá)到最大值。圖3-27§3-4電容式傳感器圖3-27為獲得較好的線性，工作點(diǎn)應(yīng)選擇在諧振曲線一邊的準(zhǔn)線性區(qū)域內(nèi)。圖中C為Cx與C2并聯(lián)后所得到的等效電容。特點(diǎn)：電路比較靈敏，但工作點(diǎn)不好選，變化范圍較窄，傳感器連接電纜的雜散電容影響也較大。§3-4電容式傳感器4、調(diào)頻電路§3-4電容式傳感器5、運(yùn)算放大器電路§3-4電容式傳感器三、注意事項(xiàng)電容傳感器的電容量很小，其變化量更小，一般在1pF以下。而傳感器極板與周圍元件之間，以及連接電纜之間都存在著寄生電容，其值很大而且不穩(wěn)定，這就使測(cè)量精確度受到嚴(yán)重影響，甚至無(wú)法工作。因此，應(yīng)采取技術(shù)措施來(lái)減小或消除寄生電容的影響。常用的措施有：縮短傳感器和測(cè)量電路之間的電纜，甚至將測(cè)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。§3-5壓電式傳感器壓電式傳感器是利用某些物質(zhì)的壓電效應(yīng)來(lái)工作的。一、壓電效應(yīng)定義：某些物質(zhì)，如石英、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等，當(dāng)受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸發(fā)生變化，而且內(nèi)部極化，表面上有電荷出現(xiàn)，形成電場(chǎng)；當(dāng)外力消失時(shí)，材料重新回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。相反，如果將這些物質(zhì)置于電場(chǎng)中，其幾何尺寸也會(huì)發(fā)生變化，這種由于外電場(chǎng)作用導(dǎo)致物質(zhì)的機(jī)械變形的現(xiàn)象，稱為逆壓電效應(yīng)，或稱為電致伸縮效應(yīng)。變換原理:壓電效應(yīng)

某些物質(zhì)，如石英，受到外力作用時(shí)，不僅幾何尺寸會(huì)發(fā)生變化，而且內(nèi)部會(huì)被極化，表面產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉時(shí)，又重新回到原來(lái)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。F+§3-5壓電式傳感器石英（SiO2)晶體的形狀為六角形晶柱（圖3-31a），截去兩頭后則為一六棱柱（圖b）。z-z稱為光軸；y-y稱為機(jī)械軸；x-x稱為電軸。從晶體中按一定規(guī)則切下一個(gè)平行六面體（長(zhǎng)方體），做為壓電式傳感器的敏感元件。具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電材料。石英是常用的一種壓電材料。§3-5壓電式傳感器當(dāng)對(duì)切下的晶體施加外力時(shí)，將沿x-x軸（電軸）方向形成電場(chǎng)，其電荷分布在垂直于x-x軸的平面上，電荷量的大小與外力成正比。q=dcF§3-5壓電式傳感器§3-5壓電式傳感器二、壓電材料分三大類：壓電單晶壓電陶瓷（屬多晶體）有機(jī)壓電薄膜§3-5壓電式傳感器三、壓電式傳感器及其等效電路在壓電晶片的兩個(gè)工作面（垂直于x-x軸）上進(jìn)行金屬蒸鍍，形成金屬膜，構(gòu)成兩個(gè)電極。當(dāng)晶片受到外力作用時(shí)，在兩個(gè)極板上積聚數(shù)量相等，而極性相反的電荷，形成電場(chǎng)。因此，壓電式傳感器可以看作是電荷發(fā)生器，同時(shí)也是一個(gè)電容器?！?-5壓電式傳感器實(shí)際測(cè)量中，往往用兩個(gè)或兩個(gè)以上的晶片進(jìn)行串接或并接。并接時(shí)，C大，q大，適宜于以電荷量輸出的場(chǎng)合。串接時(shí)，電容小，輸出電壓大，適宜于以電壓作為輸出信號(hào)。§3-5壓電式傳感器壓電式傳感器是一個(gè)具有一定電容Ca的電荷源，其等效電路如圖所示。其中，Cc—電纜電容，R0—后續(xù)電路的輸入阻抗和傳感器中的漏電阻形成的等效電阻?！?-5壓電式傳感器四、測(cè)量電路壓電式傳感器的輸出是很微弱的電荷，加上本身內(nèi)阻很大，故輸出能量甚微，因此通常把傳感器信號(hào)先輸出到高輸入阻抗的前置放大器，經(jīng)過(guò)阻抗變換后，方可用一般的放大、檢波電路將信號(hào)輸出給指示儀表或記錄器。前置放大器的作用：將傳感器的高阻抗輸出變?yōu)榈妥杩馆敵龇糯髠鞲衅鬏敵龅奈⑷跣盘?hào)?！?-5壓電式傳感器前置放大器電路的形式：電阻反饋式電壓放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電壓成正比。電容反饋式電荷放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電荷成正比，并與電纜對(duì)地電容無(wú)關(guān)，可用較長(zhǎng)的連接電纜，而用電壓放大器則不然。產(chǎn)品壓力變送器

加速度計(jì)力傳感器§3-5壓電式傳感器五、壓電式傳感器的應(yīng)用測(cè)力、壓力、振動(dòng)的加速度聲學(xué)（包括超聲）和聲發(fā)射等測(cè)量§3-5壓電式傳感器壓電式傳感器一般用來(lái)測(cè)量沿其軸線的作用力（x軸），但其他方向的作用力也會(huì)產(chǎn)生輸出（稱為橫向輸出），橫向輸出是一種干擾，是產(chǎn)生測(cè)量誤差的主要原因之一。與橫向輸出對(duì)應(yīng)的靈敏度稱為橫向靈敏度。應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該使用橫向靈敏度小的傳感器。壓電式傳感器各方向的橫向靈敏度是不一樣的，為減小橫向靈敏度的影響，在安裝傳感器時(shí)，應(yīng)該使橫向靈敏度最小的方向與最大橫向干擾力方向重合。變換原理:

磁電式傳感器是把被測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的一種轉(zhuǎn)換器。感應(yīng)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e為磁通變化率與磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁阻、線圈運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，改變其中一個(gè)因素，都會(huì)改變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

§3-6磁電式傳感器分類

磁電式動(dòng)圈式磁阻式線速度型角速度型N§3-6磁電式傳感器一、動(dòng)圈式圖示為線速度型傳感器，可測(cè)線速度?！?-6磁電式傳感器由此可知，傳感器的輸出與輸入（線、角速度）呈線性關(guān)系。圖示為角速度型傳感器，可測(cè)角速度。角速度型測(cè)速電機(jī)§3-6磁電式傳感器動(dòng)圈磁電式傳感器的等效電路如下圖所示。磁電式傳感器的工作原理是可逆的，作為測(cè)振傳感器，它工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)（v→e）。若在線圈中加上交變激勵(lì)電壓，則線圈就會(huì)在磁場(chǎng)中振動(dòng)，由此可做成激振器（此時(shí)工作于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)）?！?-6磁電式傳感器二、磁阻式如圖。在這類傳感器中，線圈與磁鐵不作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而是由運(yùn)動(dòng)著的物體（導(dǎo)磁材料）來(lái)改變磁路的磁阻，從而使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?？捎脕?lái)測(cè)轉(zhuǎn)速、偏心量、振動(dòng)等。NS案例：鼠籠電機(jī)轉(zhuǎn)子斷細(xì)條檢測(cè)§3-7半導(dǎo)體傳感器不同的半導(dǎo)體材料，有著對(duì)光、熱、力、磁、氣體、濕度等理化量的敏感性，因此，可利用半導(dǎo)體材料的這些特性，做成各種目的的傳感器?！?-7半導(dǎo)體傳感器一、磁敏傳感器1、霍爾元件：利用霍爾效應(yīng)工作。工作時(shí)，將霍爾元件置于磁場(chǎng)中，在a、b端通以電流，則在c、d端輸出霍爾電勢(shì)VH。由此可知，當(dāng)i、B發(fā)生變化時(shí)，VH隨之改變。§3-7半導(dǎo)體傳感器霍爾元件的應(yīng)用舉例測(cè)位移(圖3-39)檢測(cè)鋼絲繩斷絲情況(圖3-40)§3-7半導(dǎo)體傳感器2、磁阻元件磁阻元件是利用半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)來(lái)工作的。磁阻效應(yīng)將使通有電流i的金屬或半導(dǎo)體的ab兩端之間的電阻隨外磁場(chǎng)B而變化?！?-7半導(dǎo)體傳感器3、磁敏管可檢測(cè)微弱磁場(chǎng)的變化?？捎糜诖帕μ絺?，或做成磁場(chǎng)觸發(fā)的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。也可測(cè)轉(zhuǎn)速、位移等。

光敏傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的器件。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。光敏電阻、光電池、光敏管二、光敏傳感器（利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)）1、光敏電阻內(nèi)光電效應(yīng)半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì),使其導(dǎo)電性能增強(qiáng),光線愈強(qiáng)，阻值愈低，這種光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱為內(nèi)光電效應(yīng)。2光電池光能→電能。用得最多的是硅光電池。

光生伏特效應(yīng)指半導(dǎo)體材料P-N結(jié)受到光照后產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的效應(yīng)。以可見光作光源的光電池是常用的光生伏特型器件。+++---PN§3-7半導(dǎo)體傳感器3、光敏二極管和光敏三極管功用：光信號(hào)→電信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換元件的靈敏度很高，體積小，重量輕，性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜，因此，在工業(yè)技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。如檢測(cè)零件表面缺陷。亮度傳感器：通過(guò)檢測(cè)周圍環(huán)境的亮度，再與內(nèi)部設(shè)定值相比較，調(diào)整光源的亮度和分布，有效利用自然光線，達(dá)到節(jié)約電能的目的?！?-7半導(dǎo)體傳感器三、固態(tài)圖像傳感器圖像傳感器從功能上來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)能把受光面的光像分成許多小單元（像元），并將它們轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后順序地輸送出去的器件。在半導(dǎo)體硅片上按線陣或面陣排列MOS（金屬-氧化物-硅）單元，如果照射在這些光敏元上的是一幅明暗起伏的圖像，則這些光敏元上就會(huì)感生出一幅與光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的光生電荷圖像。CCD固態(tài)圖象傳感器特點(diǎn):(1)非接觸檢測(cè);(2)響應(yīng)快;(3)可靠性高,為修簡(jiǎn)便;(4)測(cè)量精度高;(5)體積小,重量輕;容易與計(jì)算機(jī)連接(6)對(duì)被測(cè)物體需要強(qiáng)光照射;(7)受被測(cè)物體以外的光的影響.CCD固態(tài)圖象傳感器

條形碼掃描器§3-7半導(dǎo)體傳感器四、熱敏電阻它有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，其阻值隨溫度的上升而下降。廣泛應(yīng)用于測(cè)量?jī)x器、自動(dòng)控制用自動(dòng)檢測(cè)裝置中的溫度測(cè)量。熱敏電阻傳感器

半導(dǎo)體熱敏電阻的材料是一種由錳、鎳、銅、鉆、鐵等金屬氧化物按一定比例混合燒結(jié)而成的半導(dǎo)體，它具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，隨溫度上升而阻值下降。熱敏傳感器RT熱敏傳感器溫控器熱敏傳感器應(yīng)用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器水溫感應(yīng)塞還廣泛應(yīng)用于空調(diào)、暖氣、電子體溫計(jì)等五、氣敏電阻傳感器氣體與人類日常生活密切相關(guān)，對(duì)氣體的檢測(cè)已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段，氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。如生活環(huán)境中一氧化碳濃度達(dá)0.8～1.15ml/L時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)呼吸急促，脈搏加快，甚至?xí)炟?。還有易燃、易爆氣體、酒精等的探測(cè)。氣敏傳感器