4 常用传感器3
常见传感器及工作原理
常见传感器及工作原理传感器是现代科技中不可或缺的一部分，它们负责将物理量转换成电信号或其他可以被处理的形式，从而实现对环境变化的感知和监测。
以下是一些常见传感器及其工作原理的介绍。
1. 温度传感器温度传感器是用来测量环境温度的设备。
它们可以基于不同的工作原理来实现。
其中一种常见的工作原理是热敏电阻。
热敏电阻的电阻值随温度的变化而变化，通过测量电阻值的变化来确定温度。
还有一种常见的工作原理是热电偶。
热电偶利用两种不同金属的热电效应产生电势差，通过测量电势差来确定温度。
2. 湿度传感器湿度传感器用于测量环境的湿度水分含量。
一种常见的湿度传感器是电容式湿度传感器。
它利用物质在不同湿度下的电容变化来测量湿度。
当空气中的湿度增加时，电容值也会增加。
另一种常见的湿度传感器是电阻式湿度传感器。
它利用湿度对电阻值的影响来测量湿度。
3. 光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度。
一种常见的光照传感器是光敏电阻。
光敏电阻的电阻值随光照强度的变化而变化，通过测量电阻值的变化来确定光照强度。
另一种常见的光照传感器是光电二极管。
光电二极管利用光的能量来产生电流，通过测量电流的变化来确定光照强度。
4. 气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。
一种常见的气体传感器是电化学传感器。
电化学传感器利用气体与电极之间的化学反应来测量气体浓度。
不同的气体会引起不同的化学反应，从而产生不同的电流信号。
另一种常见的气体传感器是光学传感器。
光学传感器利用气体对特定波长的光的吸收程度来测量气体浓度。
5. 压力传感器压力传感器用于测量环境中的压力变化。
一种常见的压力传感器是压阻式传感器。
压阻式传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力变化。
当受到压力时，电阻值会发生变化。
另一种常见的压力传感器是压电传感器。
压电传感器利用压力对压电材料的形变产生电荷来测量压力变化。
以上是一些常见传感器及其工作原理的简介。
传感器的应用范围非常广泛，从工业生产到家庭生活都离不开它们。
“传感器应用技术”课程标准
“传感器应用技术”课程标准一、课程概要二、课程定位本课程是高职电子信息工程技术专业一门重要的专业拓展课程，旨在培养学生科技强国、文化自信、爱岗敬业、勇于创新、精益求精的思想政治与职业素养，掌握常用传感器的作用、分类、特性、工作原理及典型应用方法，具有传感器选型能力以及初步设计、制作与调试传感器应用电路的基本技能。
三、课程目标（一）素质（思政）目标1.培养学生爱党爱社会主义、担当民族复兴大任的爱国情怀；2.培养学生对社会主义核心价值观的情感认同和行为习惯；3.培养学生爱岗敬业、艰苦奋斗、勇于创新、热爱劳动的劳动精神；4.培养学生执着专注、精益求精、一丝不苟、科技强国的工匠精神；5.培养学生标准意识、规范意识、安全意识、服务质量职业意识；6.培养学生严谨细致、踏实耐心、团队协作、表达沟通的职业素质。
（二）知识目标1. 了解误差的基本概念，熟悉误差分析的基本方法；2. 熟悉传感器的定义、分类与基本特性；3. 熟悉常用仪器仪表功能与工作原理，掌握电子电路常规参数的测试方法；4. 掌握温湿度传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；5. 掌握光敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；6. 掌握力敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；7. 掌握超声波传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；8. 掌握磁敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；9．掌握气敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；10. 掌握其他新型传感器的特性及应用方法。
（二）能力目标1.具有根据被测参量选择合适传感器的能力；2.具有设计传感器接口电路的能力；3.具有制作传感器应用系统硬件电路的能力；4.具有调试传感器应用电路的能力；5.具有传感器应用系统设计和调试的综合能力；6.具有简单电子产品设计的能力；7.具有较强的思考、分析和解决问题的能力；8.具有传感器新技术的学习和应用能力。
5-4-.1-机舱常用传感器解析
应变片式压力传感器可用于测量静态压力和动态压力
（3）电磁感应式压力传感器
原理：压力信号经弹簧管变化位移信号，再经传动放大 机构转成电阻信号，经测量电桥变成电压信号。若测量压 力↑→弹簧管变形位移↑→扇形齿逆转→滑针顺转 →Rf1↓,Rf2↑→Ua↑,Ub不变→Uab↑。 由于弹簧管弹性敏感 元件存在弹性滞后效应， 因此这种传感器不适用 于测量瞬时变化的动态 压力，多用于测量压力
敏度，圈数↑→灵敏度↑。
2．吹气式液位传感器
减压阀
节流阀
浮子 流量 计
差压变送器
切换阀
安全阀
导压管
减压阀1——用来提供稳定的工作气压 节流阀2——调整吹气流量，保证导压管的微量气泡逸出 浮子式流量计6——用来观察吹气流量 导压管7——将液体静压变换成气压后传递至差压变送器 切换阀3——用来控制冲洗导压管，以免堵塞 安全阀4——保证当有导压管堵塞等故障时，使输入至差
三、液位传感器
1．变浮力式液位传感器 原理：液位信号—经浮筒—→浮力信号—经差动变压器
→交流电压信号—经整流→直流电压信号。 差动变压器： 组成：初级线圈+两个对称
的次级线圈+铁芯
基本原理：初级线圈与次级线圈间的互感系数随铁芯 的位置移动而变化。两次级线圈反相串联，当铁芯在中间 时，两次级线输出感应电动势相等，U0=U1-U2=0；若铁 芯偏离中间位置向上移动时，则U1>U2，U0增大，位移越 大，则U0越大。 当测量液位处于下限值时，铁芯在中间位置U0=0，当液 位↑→浮筒排开液体体积↑→浮力↑→弹簧反力↑→平衡时铁 芯上移量一定→U1↑，U2↓→U0↑ 调平衡弹簧的圈数可改变液位测量的灵
常用传感器种类
常用传感器种类常用传感器种类传感器类型名称简介DS18B20,18B20 数字信号输出传感器数字温度传感器，可应于各种狭小空间设备数字测温和控制领域温度传感器热敏电阻传感器热敏电阻 5K10K\ 温度传感器\温度探头备注MTS102 温度传感器超声波传感器 TCT40-16F/S (收/发) 超声波传感器超声波传感器 TCT40-16F/S (收发一体) 超声波测距模块超声波测距模块-40~+150℃最大检测距离 5m 可以直接装在机器人上,作为寻物、避障探测等应用MMA7660 MMA7660FC 超加速度传感器小低功耗三轴加速度传感器三轴加速度感应，可应于小车、机器人等的倾角控制烟雾传感器 MQ-2可用于检测 CO、CH4 等可燃性气体气体烟雾传感器酒精传感器 MQ-3半导体酒精传感器 MQ-3湿度传感器湿敏电阻湿度敏感元器件，具有感湿范围宽、灵敏度高、湿滞洄差小、响应速度快振动传感器/位移传感器CLA-3振动传感器15 : 24GHz雷达传感器它是一种可以将微波回波信号转换为一种电信号的装换装置，是雷达测速仪，水位计，汽车ACC辅助巡航系统，自动门感应器等的核心芯片。
16:光电式传感器photoelectric transducer，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。
它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。
光电测量时不与被测对象直接接触,光束的质量又近似为零,在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。
因此在许多应用场合，光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。
其缺点是在某些应用方面，光学器件和电子器件价格较贵，并且对测量的环境条件要求较高。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
机械工程测试基础 第三章 传感器
3.3.1 电阻式传感器 R / R Sg E
x
●优点：尺寸、横向效应、机械滞后都很小，灵 敏系数大，输出大，可不需放大器连接，使得测量系 统简化。 ●缺点：电阻值和灵敏系数的温度稳定性差；测 量较大应变时非线性严重；灵敏系数随受拉或压而变， 且分散度大 。 分析表明，金属丝应变片与半导体应变片工作原 理的主要区别在于：前者利用导体形变引起电阻变化， 后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
3.1 概述 2)按工作的物理基础分类: 见表3-1：机械式,电气式,光学式,流体式等.
3.1 概述 3)按信号变换特征: 能量转换型和能量控制型. 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部 供给能量的变化.例如:电阻应变片.
dR d (1 2 ) x R
或
dR / R
x
1 2
d /
x
灵敏系数： 令
Sg dR / R
x
1 2 E , (d / E x )
Sg称为金属丝的灵敏系数，表示金属丝产生单 位变形时，电阻相对变化量的大小。 显然，sg 越大，单位变形引起的电阻相对变化 量越大。
机械工程测试技术基础
第三章
常用传感器与敏感元件
本章学习要求：
1.掌握传感器的分类方法 2.掌握常用传感器测量原理、 特点及其应用 3.掌握传感器选用原则
第三章 常用传感器与敏感元件
3.1 概述
1. 传感器定义 传感器是直接感受规定的被测量，并能按一定 规律将被测量转换成同种或别种量值输出的装置。 物理量 电量
Rp
xp
安全检测技术——常用传感器
本报告首先介绍了安全检测技术的背景和意义，然后阐述了传感器在安全检测 中的作用，接着详细介绍了常用传感器的原理、特点和应用案例，最后对传感 器的发展趋势进行了展望。
02
CATALOGUE
传感器技术基础
传感器定义与分类
传感器定义
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感 受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的 信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和 控制等要求。
解决方案
推动传感器标准化工作，制定统一的接口和通信协议标准 ；同时，开发通用型传感器接口模块和中间件，简化系统 集成和应用开发过程。
06
CATALOGUE
总结与展望
报告总结
常用传感器在安全检测领域的应 用已被广泛认可，包括温度、压 力、湿度、气体等多种类型传感
器。
这些传感器在火灾预警、气体泄 漏检测、设备状态监测等方面发 挥着重要作用，有效提高了安全
性能指标
传感器的性能指标包括精度、灵敏度、线性度、重复性、稳定性等。这些指标是 衡量传感器性能优劣的重要标准，也是选择和使用传感器时需要考虑的重要因素 。
传感器选型与配置原则
选型原则
在选择传感器时，需要根据被测量的特点、测量环境、测量精度要求以及经济成本等因素进行综合考虑。同时， 还需要考虑传感器的可靠性、稳定性和可维护性等因素。
红外探测
采用红外传感器探测家庭入侵情况， 提高家庭安全性。
05
CATALOGUE
传感器技术发展趋势与挑战
新型传感器技术发展趋势
微型化
01
随着微电子机械系统（MEMS）技术的发展，传感器正朝着微
型化方向发展，体积更小、功耗更低。
常用传感器及工作原理及应用
常用传感器及工作原理及应用传感器是指能够将其中一种感知量变换成电信号或其他可以辨识的输出信号的装置。
它们广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗器械、汽车电子、智能家居以及移动设备等各个领域。
本文将介绍一些常用传感器的工作原理及应用。
1.温度传感器温度传感器用于测量环境的温度。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻和半导体温度传感器。
热电偶通过两个不同金属之间的温差来产生电压，热电阻则利用温度对电阻的敏感性来测量温度，而半导体温度传感器则利用半导体材料的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象观测、工业生产过程中的温度控制和家电中的温度监测等领域。
2.光敏传感器光敏传感器可以测量光的强度和光的频率。
常见的光敏传感器有光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管。
光敏电阻根据光照的强弱改变电阻值，光敏二极管和光敏晶体管则根据光照的强弱改变电流值。
光敏传感器广泛应用于照明控制、安防监控和光电设备等领域。
3.声音传感器4.湿度传感器湿度传感器可以测量环境中的湿度。
常见的湿度传感器有电容式湿度传感器和电阻式湿度传感器。
电容式湿度传感器利用电容的变化来感应湿度，电阻式湿度传感器则是利用湿度对电阻的敏感性来感应湿度。
湿度传感器广泛应用于气象观测、室内湿度控制和农业领域等。
5.加速度传感器加速度传感器可以测量物体的加速度。
常见的加速度传感器有压电式加速度传感器和微机械式加速度传感器。
压电式加速度传感器利用压电效应来感应加速度，微机械式加速度传感器则是利用微机械结构的变化来感应加速度。
加速度传感器广泛应用于汽车电子、智能手机以及航空航天领域等。
总的来说，传感器在现代社会中扮演着重要的角色，广泛应用于各个领域。
通过测量和感应物理量，传感器能够实现自动化控制、环境监测和智能化等功能，为社会的发展和人们的生活带来了便利和效益。
常用传感器的工作原理及应用
第3章 常用传感器的工作原理及应用3．1电阻式传感器填空：1、常用的电阻应变片分为两大类： 和 。
2、金属电阻的 是金属电阻应变片工作的物理基础。
3、金属电阻应变片有 、 及 等结构形式。
4、电位器式传感器都是由 、 和 三部分构成。
5、半导体应变片是利用半导体材料 制成的一种纯电阻性元件。
6、半导体应变片与金属电阻应变片相比较: 其灵敏度更高， 温度稳定性差。
7、弹性元件在传感器中起什么作用？8、 试列举金属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。
9、 绘图说明如何利用电阻应变片测量未知的力。
10、电阻应变片阻值为120Ω，灵敏系数K ＝2，沿纵向粘贴于直径为0.05m 的圆形钢柱表面，钢材的112210E N m =⨯，0.3μ=。
求钢柱受10t 拉力作用时，应变片的相对变化量。
又若应变片沿钢柱圆周方向粘贴、受同样拉力作用时，应变片电阻的相对变化量为多少？11、采用阻值为120Ω、灵敏度系数K Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V ，并假定负载电阻无穷大。
当应变片上的应变分别为1με和1000με时，试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。
电容式传感器1、电容式传感器采用 作为传感元件，将不同的 变化转换为 的变化。
2、根据工作原理的不同，电容式传感器可分为 、 和 三种。
3、电容式传感器常用的转换电路有： 、 、运算放大器电路、 和 等 。
4、电容式传感器有什么特点？试举出你所知道的电容传感器的实例。
5、试分析电容式物位传感器的灵敏度？为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题？6、为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的？采取什么措施可改善其非线性特征？7、变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。
传感器的起始电容量pF C x 200=，定动极板距离mm d 5.10=，pF C 100=，运算放大器为理想放大器（即∞→∞→i Z K ，），f R 极大，输入电压t u i ωsin 5=V 。
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特点：教材P264 分度表：t0=0 ℃时，不同t时的热电势（mv级）表
第4章 常用传感器
4)冷端温度补偿 （1）0°C恒温法 （2）电桥补偿法
热电 极 测量端 参考 端
（3）延伸引线法
T
（4）冷端温度补偿器
T0
V
第4章 常用传感器
第4章 常用传感器
第4章 常用传感器
3、热电阻传感器
基本工作原理是热阻效应。 当温度变化时，物质的电阻率随温度变化而变化，热电阻材料的电阻值 随温度而变化。用测量电路可将变化的电阻值转换成电信号输出，从而得 到被测温度。 从敏感元件材料分，热电阻传感器可分为金属热电阻和半导体热电阻两 大类。半导体热电阻又称热敏电阻。
第4章 常用传感器
4.8 热敏传感器 1.双金属温度计
把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的。它 是一种固体膨胀温度计，可将温度变化转换成机械量变化。
优点： 结构简单
牢固
可靠
防爆
第4章 常用传感器
第4章 常用传感器
2.热电偶(热电温度计) （教材P260）
1）热电效应 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路， 当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成 电流，此现象称为热电效应。
第4章 常用传感器
物体表面受到光的照射时，表面内的电子与光子碰撞，就发生能量转 移，光子把全部能量转移给电子，使电子的能量增加。如果电子的能量超 过逸出功时，电子就逸出物体表面产生光电发射。 基于外光电效应的光电器件属于光电发射型器件,有光电管、光电倍增管等。
光电管分真空光电管和充气光电管两种
光电管结构
第4章 常用传感器
亮度传感器： 通过检测周围环境的亮度，再与内部设定值相比较，调整光源的亮度和 分布，有效利用自然光线，达到节约电能的目的。 灯光亮度控制器可按照环境光照强度自动调节白炽灯或荧光灯的亮度， 从而使室内的照明自动保持在最佳状态，避免人们产生视觉疲劳。 控制器主要由环境光照检测电桥、放大器、积分器、比较器、过零检测 器、锯齿波形成电路、双向晶闸管等组成。过零检测器对50Hz市电电压的每 次过零点进行检测，并控制锯齿波形成电路使其产生与市电同步的锯齿波电 压，该电压加在比较器的同相输入端。
第4章 常用传感器
热电阻温度计的测量电路最常用的是电桥电路。为消除引线引起的测 量误差，一般采用三线连接法。
R1 E G R2 r2 r1 R1 G R2
E
r3
R4 Ra Rt R4
Ra r3 r2 r1 Rt
a)
b)
三线法
热敏电阻传感器
半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、钻、铁等金属氧化物按一 定比例混合烧结而成的半导体，元件可制成球状、片状、圆柱状等。 它有负温度系数热敏电阻NTC、正温度系数热敏电阻PTC和临界温度系数 热敏电阻CTR 三种类型。
热电极
测量端 工作端 热端 参考端 自由端 冷端
第4章 常用传感器
接触电动势（不同导体）（主要） 热电势 温差电动势（同一导体）
K NA T E AB (T ,T0 ) (T T0 ) ln T B A dT e NB
0
回路热电势与热电极材料A、B有关，与两个接点温度 （“热”端、“冷”端温差）有关。 若电极材料确定，冷端温度保持恒定，此时 EAB(T,T0)= f(T) 2）热电偶测温基本定律
第4章 常用传感器
脉冲式光电传感器的作用方式是光电元件的输出仅有两种稳定状 态，即“通”与“断”的开关状态。
开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出 的电脉冲个数等于圆盘的开孔数。 被测转速
n=f/N
式中n——转速； f——脉冲频率； N——圆盘开孔数。
第4章 常用传感器 案例：光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来 测量位移。（仿真试验）
第4章 常用传感器
标准化热电偶指已大量生产和使用，工艺稳定，性能符合专业标准或国 家标准，具有统一分度表的热电偶。
标志 S R B K N E J T 8种标准化热电偶型号 材料 铂铑10—铂 铂铑13—铂 铂铑30—铂铑6 镍铬—镍硅 镍铬硅—镍硅 镍铬— 铜镍合金（康铜） 铁—铜镍合金（康铜） 铜—铜镍合金（康铜） 使用温度℃ -50～1768 -50～1768 60～1820 -270～1372 -270～1300 -270～1000 -210～1200 -270～400
第4章 常用传感器 4.7 光电传感器
光电传感器通常是指能敏感到由紫外线到红外线光的 光能量，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基 于一些物质的光电效应。 由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同， 通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为：外光电效应、 内光电效应。 1、外光电效应及其光电器件 在光线作用下,物质内的电子逸出物体表面向外发射的现象, 称为外光电效应。
第4章 常用传感器
光敏电阻的光电特性
在一定电压作用下，光敏电阻的光电流I与照射光通量Φ的关系称为光 电特性。 光敏电阻的光电特性具有非线性。 因此不适宜做检测元件，在自动控制中它 常用做开关式光电传感器。
光敏电阻主要用于相机自动测光、室内光线控制、工业及光电控制、 光控开关、光控灯以及电动玩具等。
T0
V
第4章 常用传感器
④标准电极定律
如果已知热电偶的两个电极A、B分别与另一电极C组成的 热电偶的热电势为EAC(T,T0)和EBC(T,T0)，则在相同接点温度 ( T,T0)下，由A、B电极组成的热电偶的热电势EAB(T,T0)为 EAB(T,T0)= EAC(T,T0)- EBC(T,T0) C称为标准电极 由于铂的物理、化学性质稳定，熔点高、易提纯，人们多 采用铂作为标准电极。 标准电极定律为热电偶电极的选配提供了方便。 3）标准化热电偶 按照工业标准，热电偶可分为标准化热电偶和非标准化热 电偶。
光敏二极管、光敏三极管主要用于光电 检测、光电控制方面，如光电耦合器等。
பைடு நூலகம்
第4章 常用传感器
③光电池
光生伏特效应指半导体材料P-N结 受到光照后产生一定方向的电动势的 效应。 光电池是在光线照射下，直接 能将光量转变为电动势的光电元件。 实质上它就是电压源。 光电池的种类很多，有硒光电池、 氧化亚铜光电池、硫化镉光电池、 锗光电池、硅光电池、砷化镓光电 池等。 硅光电池：最广泛，适合红外波长 硒光电池：适合可见光 砷化镓光电池：光谱响应与太阳光谱 吻合，耐宇宙射线 光电池的光谱特性
第4章 常用传感器
由光敏电阻与电阻组成的电桥将环境光照的变化转换成直流电压的变 化，该电压经放大并由积分电路积分后加到比较器的反相输入端，其数值 随环境光照的变化而缓慢地成正比例变化。
两个电压的比较结果，便可从比较器输出端得到随环境光照强度变化而 脉冲宽度发生变化的控制信号，该控制信号的频率与市电频率同步，其脉冲 宽度反比于环境光照，利用这个控制信号触发双向晶闸管，改变其导通角， 便可使灯光的亮度随环境光照做相反的变化，从而达到自动控制环境光照不 变的目的。
第4章 常用传感器
当光照射到光阴极时，光 阴极向真空中激发出光电子。 这些光电子按聚焦极电场进入 倍增系统，并通过进一步的二 次发射得到倍增放大。然后 把放大后的电子用阳极收集作 为信号输出。
因为采用了二次发射倍增系统，所以光电倍增管在探测紫外、可见和近红 外区的辐射能量的光电探测器中，具有极高的灵敏度和极低的噪声。另外，光 电倍增管还具有响应快速、成本低、阴极面积大等优点。 广泛应用于光子计数、极微弱光探测、化学发光、生物发光研究、极低能 量射线探测、分光光度计、旋光仪、色度计、照度计、尘埃计、浊度计、光密 度计、热释光量仪、辐射量热计、扫描电镜、生化分析仪等仪器设备中。
T
T0
①均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、 长度以及温度分布如何均不产生热电动势。
第4章 常用传感器
②中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种材料的导体，只要其两端的 温度相等，该导体的接入就不会影响热电偶回路的总热电动 势。
T
③中间温度定律 热电偶A、B在接点温度t,t0时 的热电势等于该热电偶在接点温度 t,t1 与t1,t0时的热电势之和。 即： EAB(t,t0)= EAB(t,t1)+ EAB(t1,t0) 教材P263 例
第4章 常用传感器
光敏三极管 光敏三极管有PNP型和NPN型两种。 光敏三极管的光谱特性 光敏三极管存在一个最佳灵敏 度的峰值波长。当入射光的波长 增加时，相对灵敏度要下降
与光敏二极管相比，灵敏度高，且具 有放大作用。
第4章 常用传感器
光敏三极管的光照特性 光敏三极管的输出电流I和照度之间 的关系。 它们之间呈近似线性关系。当光照 足够大（几千勒克斯）时，会出现饱和 现象，从而使光敏三极管既可作线性转 换元件，也可作开关转换元件。
- + P - + N - +
第4章 常用传感器
光电池的光照特性 光电池在不同的光强照射下可产生不同的光电流和光生电动势。
A
短路电流在很大范围内与光强成线性关系。开路电压随光强变化是非线 性的，并且当照度在2000lx时就趋于饱和了。因此把光电池作为测量元件时， 应当作电流源的形式来使用，不宜用作电压源。
光电管是将球形玻璃壳抽成真空，在内 半球面上涂一层光电材料作为阴极，球心放 置小球形或小环形金属作为阳极。若球内充 低压惰性气体就成为充气光电管。光电子在 飞向阳极的过程中与气体分子碰撞而使气体 电离，可增加光电管的灵敏度。用作光电阴 极的金属有碱金属、汞、金、银等，可适合 不同波段的需要。光电管灵敏度低、体积大 、易破损，已被固体光电器件所代替。
第4章 常用传感器
2、内光电效应及其光电器件
受光照物体(通常为半导体材料)电导率发生变化或产生光电动势的效应称 为内光电效应。 内光电效应按其工作原理分为：光电导效应和光生伏特效应。 1)光电导效应 半导体材料受到光照时会产生电子-空穴对,使其导电性能增强,光线愈强 ，阻值愈低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为光电导效应。 基于这种效应的光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管。 ①光敏电阻(光导管)： 在黑暗的环境下,它的阻值很高, 当受到光照并且光辐射能量足够大时， 使其导带的电子和价带的空穴增加,电 阻率变小。 光敏电阻常用的半导体材料有硫化 镉(CdS）和硒化镉(CdSe)。