第11章:光检测传感器

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高考物理总复习第十一章交变电流传感器综合检测教科版(2021年整理)

高考物理总复习第十一章交变电流传感器综合检测教科版(2021年整理)

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《交变电流传感器》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一个选项正确,第8~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得 0分)1.如图所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与交流电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内.下述说法正确的是( D )A。

因为线框中产生的是交变电流,所以电流表示数始终为零B。

线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大C。

线框通过图中位置瞬间,通过电流表的电流瞬时值最小D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析:交流电流表测量的是有效值,所以电流表有示数,故A错误;线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量为零,感应电动势最大,感应电流也最大,通过电流表的电流瞬时值最大,故B,C错误;根据E m= NBSω可知,ω增大一倍,E m也增大一倍,根据I==可知,通过电流表电流的有效值也增大一倍,故D正确.2.一正弦交变电流随时间变化的规律如图所示,由图可知( C )A.该交变电流的瞬时值表达式为i=10sin 25πt(A)B。

传感器电路

传感器电路

第11章 传感器电路
E+
U1 D1 - A +
RP E- + -
D2 U2
~
图11.16 电平转换电路
第11章 传感器电路


11.2.3 采样-保持电路 采样-保持电路通过逻辑指令控制, 使电路对输入信号进行采样,并使电路的 输出级跟踪输入量。通过保持指令,使输 入量在电路中一直保留着,直到下一个新 的采样指令到来。在需要对输入信号瞬 时采样和存储的场合,都需要采样保持电 路,如峰值检波、瞬时量的测量和模拟信 号的采样电路。
A
[(
f0
) 1] j
f (1 K A ) f0
第11章 传感器电路
Rf R1 C Ui R R C C R - A + Uo
图11.14 有源带阻滤波器
第11章 传感器电路
Kf
0
1
f / f0
图11.15 有源带阻滤波器的幅频曲线
第11章 传感器电路



11.2.2 电平转换电路 对于一些采样器件,输入的电压必 须限制在一定的范围内。所以,需要将电 平调整为合适值。图11.16是最基本的电 平转换电路。 图中的电位器Rp 用来调整信号的 电平偏移。U1 、U2 为采样器件对输入电 平的上下限。选择合适的A,使得信号范 围在U1~U2 之间。D1 、D2 用于限定输入 范围,起到过压保护的作用。电平转换电 路的形式是多样的,应该根据具体的要求 设计。
Uo Rf1 R1 Ui
(11.2)
第11章 传感器电路
Rf2 Uo1 Io2 R Ii Ui Ii1 RP R1 - A1 + A2
Ii2 R2 - + RP Rf1
Uo
图11.4 自举型高输入阻抗放大器

传感器与检测技术ppt课件

传感器与检测技术ppt课件

y kxb
(1-8)
若实际校准测试点有n个,则第i个校准数据与拟合直线上相
应值之间的残差为
i yi (kxi bi)
(1-9)
最新课件
18
最小二乘法
n
最小二乘法拟合直线的原理就是使
2 i
为最小值,也
i1
就是使
n
2 i
对k和b的一阶偏导数为零,即
i1
k
i22 (y kix b i)( x i)0
(1-2)
y a 1 x a 2 x 2 a 4 x 4 ... a 2 n x 2 n n=1,2… (1-3)
3、仅有奇次非线性项:
y a 1 x a 3 x 3 a 5 x 5 ... a 2 n 1 x 2 n 1 n=1,2… (1-4)
最新课件
11
动态数学模型
一般采用微分方程和传递函数描述。
最新课件
38
测量方法
1、偏差式测量
在测量过程中,用仪表指针的位移(即偏差)决定 被测量的测量方法称为偏差式测量。
最新课件
39
压力表
图1-8所示的压力表就是这类仪表的一个示例。
图1-8 压力表
最新课件
40
测量方法
2、零位式测量
在测量过程中,用指零仪表的零位指示,检测测量系统 的平衡状态;在测量系统达到平衡时,用已知的基准量决定 被测未知量的测量方法,称为零位式测量法。
1.微分方程:
dny
dn1y
dy
an dnt an1 dn1t a1 dt a0y
bm
dmx dmt
bn1
dm1x dm1t
b1
dx dt
b0x
(1-5)

微波传感器

微波传感器

滞后。用接收机将来自发射机的参照信号Ue sin2πf0t与上述反射 信号混合后,进行超外差检波,则可得到如下式那样的具有两
频率之差,即fD
ud
Ud
s
in
2f
Dt
4f0r
c
(11-6)
第11章 微 波 传 感 器
因此,根据测量到的差拍信号频率,可测定相对速度。但是, 用此方法不能测定距离。为此考虑发射频率稍有不同的两个电 波f1和f2,这两个波的反射波的多卜勒频率也稍有不同。 若测 定这两个多卜勒输出信号成分的相位差为ΔΦ,则可利用下式 求出距离r:
第11章 微 波 传 感 器
由 微 波 振 荡 器 产 生 的 振 荡 信 号 需 要 用 波 导 管 ( 管 长 为 10 cm以上,可用同轴电缆)传输,并通过天线发射出去。为了使 发射的微波具有尖锐的方向性,天线要具有特殊的结构。常用 的天线如图11-1所示,其中有喇叭形天线(图(a) 、(b))、 抛物面天线(图(c)、(d))、 介质天线与隙缝天线等。
第11章 微 波 传 感 器
第11章 微 波 传 感 器
11.1 微波概述 11.2 微波传感器的原理和组成 11.3 微波传感器的应用
第11章 微 波 传 感 器
11.1 微波概述
微波是波长为1 mm~1 m的电磁波,可以细分为三个波段: 分米波、厘米波、毫米波。微波既具有电磁波的性质,又不同于 普通无线电波和光波的性质,是一种相对波长较长的电磁波。微 波具有下列特点:
微波温度传感器最有价值的应用是微波遥测,将它装在航 天器上,可以遥测大气对流层的状况,可以进行大地测量与探 矿,可以遥测水质污染程度,确定水域范围,判断植物品种等。
第11章 微 波 传 感 器

第-十一章-光纤传感器

第-十一章-光纤传感器
第 十一章 光纤传感器
§11.0 光纤传感器概述 §11.1 光纤与光纤传感器 §11.2 功能型光纤传感器 §11.3 非功能型光纤传感器
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第11章 光纤传感器
• 光纤与光纤传感器 • 功能型光纤传感器 • 非功能型光纤传感器
光纤传感器的特点
• 灵敏度高 • 电绝缘性能好 • 抗电磁干扰 • 耐腐蚀、耐高温 • 体积小、重量轻
l
x Kl 2T h
h x
b
•△T:温度变化 •l:双金属片长度 • K:常数
光纤束 光 透 射 率 0
遮光板 双金属片
温度
50
光纤束
利用半导体光吸收的光纤温度传感器
2.4
禁 带 宽 度

GaP


GaAs 强
Si
InP
0
温度K 600
波μm
透 射 T1 率
T2 T3
光源 放大器
温度敏 感元件
2
2 T 2 1
ln R C1 ( 1 1 )
T 2 1
四、频率调制型光纤传感器
光学多普勒效应
光源
V
es


e0
探测器
f f0
1 v e0
c
1 v e0
2
c
f
f 0 (1
v
e0 c
)
fs
f (1 v es ) c
fs
f0 (1
v
(es e0 ) ) c
1
E E
介质
H
光路
输电线
起偏器
I
激光器
I1 检偏器 I2
I1-I2 I1+I2

《智能传感器》PPT课件

《智能传感器》PPT课件

(11-7) (11-8)
精选课件ppt
34
11.5.3 非线性补偿技术
二次曲线差值法
若传感器的输入和输出之间的特性曲线的斜率变化很大, 则两插值点之间的曲线将很弯曲,如图11-14所示。这时 若仍采用线性插值法,误差就很大。可以采用二次曲线插 值法,这是通过曲线上的三个点作一抛物线(图中的实 线),用此曲线代替原来的曲线。
精选课件ppt
9
11.2.1 非集成化实现
非集成化智能传感器是将传统的经典传感器(采用非集成化 工艺制作的传感器,仅具有获取信号的功能)、信号调理电 路、带数字总线接口的微处理器组合为一整体而构成的一个 智能传感器系统。其框图如图11-4所示。
图11-4 非集成式智能传感器外壳
这种非集成化智能传感器是在现场总线控制系统发展形势的
精选课件ppt
37
11.5.3 非线性补偿技术 (二)对分搜索法
在实际应用中,很多表格都很长,且难以用计算查表法进行查找, 但是这种表格一般都满足从大到小(或从小到大)的顺序。对于这 种表格可以采用对分搜索法进行查找。
精选课件ppt
24
11.4.3 A/D转换器的选择 A/D转换器的种类很多,主要有比较型和积分型两大类,其 中常用的是逐次逼近型、双积分型和V-F转换器。 虽然芯片繁多,性能各异,但从使用角度看,其外特性不外乎 有以下四点:
模拟信号输入端 数字量的并行输出端; 启动转换的外部控制信号; 转换完毕同转换器发出的转换结束信号。
精选课件ppt
17
11.2.4 集成化智能传感器的几种模式
中级形式/自立形式
中级形式是在组成环节中除敏感单元与信号调理电路外, 必须含有微处理器单元,即一个完整的传感器系统封装在 一个外壳里的形式。

光电传感器应用技术第11-章1节课件

光电传感器应用技术第11-章1节课件

11.1.2 序列光电信号二值化处理
序列光电信号是指有序排列分体或集成光电器件按时间顺 序或规律输出的信号称为序列光电信号。例如光电二极管阵列, 线、面阵CCD的输出信号均属于序列光电信号。
对序列光电信号进行二值化处理的主要目的是为提高测量 速度和突出主要信息。例如,在信息为图像的特定标志而不是 图像灰度的系统中,为提高信息的检取速度,采取对图像信息 进行二值化处理。实际上许多检测对像在本质上也表现为二值 情况,如图纸、文字的输入,物体外形尺寸、所处位置与运动 状态的检测等。
}
11.3.3 序列光电信号的量化处理
1.高分辨率的A/D转换器ADS8322
ADS8322为16位并行输出 的高速高分辨率的A/D转换 器。如图11-26所示为 ADS8322转换器的管脚定 义与分布图。
图11-27为ADS8322的转换原理图,从图可以看出,它具有内部 基准电源和采样保持电路。当基准电源为1.5V~2.6V时,其满量 程输入电压值为3.0V~5.2V。
如图11-17所示为TLC5540器件的频率响应特性,它的带宽(响应下降到3db的频率为截止频率)很宽,在10MHz内响应特性曲线基本不变,在70MHz是 响应曲线接近-3db。
图11-18所示为TLC5540器件的功率损耗特性。
⑸ TLC5540 A/D转换器的注意事项
图11-19所示为TLC5540电源系统的连接方法与参考电压端 口的滤波电路。A/D转换电路的设计关键在模拟地、数字地、 模拟电源与数字电源的设置和连接方法。
2. 高分辨率的A/D转换器 8位A/D转换
器件的分辨率只 有1/256,分辨力 和动态范围都太 低。在光度测量 应用中显得力不 充心,尤其在光 谱探测中常要求 A/D器件具有更高 的转换精度和更 大的动态范围。 为此必须引入分 辨率更高的A/D转 换器件。

生物传感器

生物传感器

二、酶生物传感器 应用固定化酶 固定化酶作为敏感元件的生物传感器 应用固定化酶作为敏感元件的生物传感器 酶电极 酶场效应管传感器 酶生物传感器 酶热敏电阻传感器 酶光纤传感器 (一)、酶电极传感器 一、 定义: 固定化酶与离子选择电极 气敏电极、 与离子选择电极、 定义:由固定化酶与离子选择电极、气敏电极、氧化还原 电极等电化学电极 电化学电极组合而成的生物传感器 电极等电化学电极组合而成的生物传感器 电流型酶电极 酶电极 电势型酶电极
二、生物敏感材料的固定化技术 生物传感器制作的核心部分 1、固定化的目的:将生物敏感物质限制在一定的空间,但 、固定化的目的:将生物敏感物质限制在一定的空间, 又不妨碍被分析物的自由扩散 2、固定化的方法 、 1)吸附法 ) 用非水溶性载体物理吸附 离子结合, 物理吸附或 用非水溶性载体物理吸附或离子结合,使蛋白质分子固定 化的方法。 化的方法。 物理吸附:通过极性键、氢键、 物理吸附:通过极性键、氢键、疏水力或 π 电子的相互作 用将生物组分吸附在不溶性的惰性载体上。 用将生物组分吸附在不溶性的惰性载体上。 离子交换吸附法:选用具有离子交换性质的载体, 离子交换吸附法:选用具有离子交换性质的载体,在适宜 条件下, 的PH条件下,使生物分子与离子交换剂通过离子键结合, 条件下 使生物分子与离子交换剂通过离子键结合, 形成固定化层。 形成固定化层。
待测物 的浓度
放大、 放大、输出 检测处理电路
电信号
二、生物传感器的分类及特点 )、分类 (一)、分类 酶传感器 免疫传感器
光生物传感器
热生物传感器
微生物传感器 生物传感器 生物传 半导体生物 感器 信号转换器) 组织传感器 (信号转换器) 传感器 敏感物质) (敏感物质) 电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学生物 细胞传感器 传感器 基因传感器 声波生物 传感器
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11.4 灯光控制传感器
1、结构:
丰田生产的阿里斯特 车上装用了前照灯与尾 灯的自动亮灯、熄灯系 统,即灯光控制系统。 利用集成式光传感器检 测车辆周围的照度,并 以频率信号的方式输入 到微机中。
2、安装位置:
传感器安装于仪表盘的上方
11.5 光电导式光量传感器
1、原理:传感器内装有半导体元件硫化镉。当有光 照射到传感器上时,半导体元件的阻值发生变化。 即这种传感器把周围亮度的变化置换成元件阻值的 变化。
2、结构:
3、原理:
它是利用光敏二极 管来检测日照变化情 况的。光敏二极管对 日照变化反应敏感, 而自身不受温度的影 响,它把日照变化转 换成电流,根据电流 的大小就可以知道准 确的日照量。
4、特性曲线
5、日照传感器检测电路
6、自动控制空调系统
由于检测的是日照度(即光线强度)而不是温度, 因此采用通风的方法降低温度。
当PN结上有光照射时,PN结吸收光能产生大量的电子和空 穴,P型半导体上产生的电子向N型半导体中移动,N型半导体 上产生的空穴向P型半导体上移动,因此,当把半导体分别装 上电极并从外部短路时,从P侧电极到N侧电极有光电流通过, 光敏二极管就是利用这种现象制成的。
⑵、输出特性
光敏二极管 上的电流与射 到元件上的光 亮成正比。
B E
C
3、光学式集成电路
光学式集成电路是指将光敏二极管与信号处理电 路集成在1块芯片上的光学式传感器,其中包括有数 字输出式、线性输出式及光调制式等。
4、CdS(硫化镉)光导元件
这是一种光传感器,它利用电阻值随亮度变化的 特性,根据光电导效应制成。 光—阻值—电信号变化;
11.2
内装控制器的周围光传感器
这是一种能够自动 点亮、熄灭前照灯和 尾灯的传感器,其工 作温度范围宽(-30~ 85℃),可承受温度 的剧烈变化,可靠性 非常高,它可以检测 出昼夜之间的照度不 同。
1、结构
2、自动点亮、熄灯电路方框图
3、光照度与控制继电器开启特性曲线
11.3 日照传感器
1、作用 日照传感器装 设于自动空调系 统中,它的作用 是检测日照量以 调整空调的出风 温度和风量。
⑶、汽车灯光控制器
作用:自动点亮和关掉前照灯和尾灯。 结构: 由检测车辆周 围亮、暗的检测 器、尾灯及驱动 前照灯继电器的 自动控制继电器 组成。
灯光自动控制器的逻辑电路
2、光敏晶体管
光线照射在由 基极b与发射极e 组成的PN结上产 生光电流,然后 产生集电极电流 即:将光信号转 变成电信号。
2、结构
3、特性曲线:
当周围暗时, 其阻值较大; 当周围较亮时, 其阻值变小。
4、灯光控制器
装在仪表板的上 方,到傍晚时,它 使尾灯点亮,当天 色更暗时,则点亮 前照灯。当对方来 车时,还具有变光 功能。
灯 光 控 制 器 电 路 原 理
END
第11章:光检测传感器
11.1 光传感器的种类 11.2 内装控制器的周围光线传感器
11.3 日照传感器
11.4 灯光控制传感器 11.5 光电导式光量传感器
11.1 光传感器的种类
1、光敏二极管 2、光敏三极管 3、光学式集成电路 4、Cds(硫化镉)光导元件
1、光敏二极管
⑴、光敏二极管 工作原理: 采用光电效应 原理实现光电转 换
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