4 第四章 信息传感材料与器件
信息材料
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❖ 令霍尔元件的工作电流保持不变，使其在一个均 匀梯度磁场中移动
——它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位 移量Z来决定。
29
霍尔速度传感器
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2）磁敏二极管
➢ 高纯本征半导体Ge两端形成P型区和N型区 ➢ 中间本征区的一个侧面磨成光滑的复合表面（I
有电流通过
➢ 但是当外加电压超过这个临界电压时，电阻将急 剧变小，并且有电流通过
➢ 随着电压的少量增加，电流增加会很快
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——一般被制成压敏电阻使用。
❖ 应用领域：大量应用于电气设备的过流（过压） 保护电路以及避雷器等
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二、信息存储材料
❖ 信息存储材料是指用来制作各种信息存储器的一 些能够记录和存储信息的材料
信息材料
Information Materials
人体与信息技术
❖ 信息技术是收集、存储、处理、传递和显示各种 信息的技术：
➢ 收集信息：眼、耳、鼻、舌、皮肤——感测技术 ➢ 传送信息：神经系统——通信技术 ➢ 存储和处理信息：大脑——信息处理、存储技术 ➢ 显示信息：肌肉、四肢根据大脑指令对感知信息
33
酒精传感器
二氧化碳传感器 烟雾报警器
❖ 气敏材料用于制作气敏传感器
——气敏氧化物半导体材料一般都具有多孔结构。 ——气体比较容易深入到材料内部，使其体电阻发
生明显改变。
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6. 湿敏材料
❖ 湿敏材料是指电阻值随环境湿度增加而显著增大 或降低的一些材料
➢ 陶瓷湿敏材料主要有MgCr2O3系、ZnCr2O3系和 MnWO4、NiWO4等
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垂直记录硬盘工作原理
传感器的敏感材料与敏感元件介绍
3.2.1 温度敏感陶瓷材料
❖ 陶瓷温度传感器是利用陶瓷材料的电阻、磁性、介电、半 导等物理性质随温度而变化的现象制成的，其中电阻随温度 变化显著的称为热敏电阻。对热敏电阻的基本特性要求包括 有：①电阻率；②温度系数的符号与大小；③稳定性。
❖ 按热敏电阻的温度特性可分为负温度系数热敏电阻 （NTC），正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度电阻 （CTR）3类。
❖ 根据被测参数的功能类型来划分敏感材料。例如温度敏 感材料、压力敏感材料、应变敏感材料、光照度敏感材 料等。
❖ 按照材料的结构类型进行分类。该分类方法包括半导体 敏感材料、陶瓷敏感材料、金属敏感材料、有机高分子 敏感材料、光纤敏感材料、磁性敏感词材料等等。
3.1 半导体敏感材料及元件
❖ 传感器对半导体敏感材料最基本要求是换能效率高，即可 将其他形式能量转换为电能，且易制成器件。
图3-8 TiO2含量对电阻的影响
❖ 3 钙钛矿型结构陶瓷湿度敏感材料
钙钛矿型结构的化学通式为ABO3 ，具有钙钛矿结构的纳米 级复合氧化物陶瓷材料的表面、界面性质优异，对环境湿气 度化非常敏感，是湿度敏感材料发展的新方向。 BaTiO3晶体是较早被人们认识的铁电材料之一。BaTiO3具 有很好的湿敏性质，随着BaTiO3颗粒尺寸的减小，湿敏特 性提高，响应加快。
积的空隙中。间隙较小的
是氧四面体中心，为A位置，
间隙较大的则是氧八面体
位置，为B位置。
图3-6 两种结构类型
❖ （2） 典型的尖晶石结构陶瓷湿度敏感材料 纯MgCr2O4为正尖晶石结构，是绝缘体，不宜用作感湿材料。 当加入适量杂质，如MgO、TiO2、SnO2等；或在高温煅 烧，瓷体中呈现过量的MgO时， MgCr2O4即形成半导体。 图3-7表示MgCr2O4中添加受主 杂质MgO时对电阻率的影响。
传感器考试知识点总括
传感器知识要点要点回顾第二章常用传感器基本概念：1--有关传感器的定义、基本组成涵盖框图；2--传感器的基本特性（灵敏度、线性度、重复性、精确度、稳定性、动态特性、环境参数）3--传感器的分类方法和种类，何谓能量控制型传感器（电阻、电容、电感）也称无源型传感器、何谓能量转换型传感器（压电、磁电、热电、光电）也称有源传感器。
4—电阻型传感器要求掌握公式，见书第6页，三个相关参数，对于电阻应变式：电阻应变片的电阻相对变化率是与应变成正比的。
掌握应变选择原则：当测量较小应变时，应选用压阻效应工作的应变片，而测量大应变时，应选用应变效应工作的应变片。
5---对于金属丝应变片在测量被测物体的应变时，电阻的相对变化主要由哪个参数决定的（丝的几何尺寸）来决定的。
6—对于电容式传感器，请掌握其测量原理，相关公式，对应的三个参数的含义，要求掌握变极距有关灵敏度的计算公式：见书第14页2.27，其灵敏度显然是非线性的，其使用时有条件的。
7—对于电感式传感器要掌握测量原理，计算公式，掌握自感式、互感式、差动式结构的特点，请注意实际工程应用的接法。
见书第21页。
图2.23b.反向串联。
掌握电涡流基本原理。
利用涡电流传感器测量物体位移时，如果被测物体是塑料材料，此时可否进行位移测量，如果不能，应采取什么措施才能测量。
8--- 有关压电传感器，要掌握压电效应，何谓正压电效应，何谓逆压电效应，压电效应的等效电路，压电传感器对测量电路的要求，见书第26-27。
压电式传感器可以采用多片压电晶片串联或并联，一般并联接法适宜于测量缓变信号，串联接法适宜于测量高频信号。
为了使输出电压几乎不受电缆长度变化的影响，其前置放大器应采用电荷放大器。
为什么说压电式传感器一般适合动态测量而不适合静态测量?9---对于磁电式传感器，要求掌握测量原理，基本公式，请看书第28页，恒磁通动圈式传感器，输出感应电势与线圈运动的速度成正比，如在测量电路中接入积分电路和微分电路，则可用来测量位移和加速度。
光电传感器材料及器件的研发与应用
光电传感器材料及器件的研发与应用第一章：光电传感器材料的研发光电传感器作为一种重要的电子元件，广泛应用于各个行业领域。
而光电传感器的性能主要依赖于所采用的材料和器件。
本章将重点探讨光电传感器材料的研发。
1.1 光电传感器材料的分类根据光电传感器的工作原理和特性，光电传感器材料可以分为半导体材料、光敏材料和光学材料三大类。
1.1.1 半导体材料半导体材料是光电传感器中最常见的材料，主要包括硅、锗、砷化镓等。
半导体材料具有导电性能优良、能带结构可调控等特点，适用于不同波段的光电传感器。
1.1.2 光敏材料光敏材料是一类特殊的材料，可以通过光的照射而改变其电学、磁学或光学性质。
光敏材料广泛应用于光电传感器中，主要包括硒化铟、硫化铅等。
1.1.3 光学材料光学材料主要指在光学领域中应用的材料，包括透明材料、折射率可调材料等。
光学材料常用于制作光学透镜、光纤等。
1.2 光电传感器材料的性能要求光电传感器作为一种用于检测光信号的器件，其材料需要具备一系列特殊的性能要求。
1.2.1 光电性能光电传感器材料需要有较高的吸收率和光电转换效率，能够将光信号转化为电信号。
1.2.2 压电性能一些特殊的光电传感器如压电光电传感器，需要材料具备压电性能，能够通过压力的作用产生电信号。
1.2.3 线性响应光电传感器材料的输出电信号应该具有良好的线性响应特性，以便于准确测量光信号。
1.2.4 稳定性光电传感器材料需要具备较高的稳定性，能够在长期使用过程中保持良好的性能，不易受到环境变化的影响。
第二章：光电传感器器件的研发光电传感器器件作为光电传感器的核心组成部分，直接决定了光电传感器的性能。
本章将重点探讨光电传感器器件的研发。
2.1 光电传感器器件的分类根据光电传感器的工作原理和应用领域，光电传感器器件可以分为光电二极管、光敏电阻、光电晶体管、光电三极管等多种类型。
2.2 光电传感器器件的制备技术光电传感器器件的制备技术主要包括半导体工艺、薄膜技术、光刻技术等。
光电信息材料与器件专业
光电信息材料与器件专业光电信息材料与器件专业是一门涉及光电材料和光电器件的学科，主要研究光电材料的性能和应用以及光电器件的设计、制备和应用。
本文将从光电信息材料和光电器件两个方面进行介绍和探讨。
光电信息材料是指具有特殊光电性能的材料，包括光学、电学和磁学等方面的性能。
光电信息材料的研究重点是开发新型材料，改善材料的性能，并实现其在光电器件中的应用。
目前，常见的光电信息材料包括光电半导体材料、光学功能材料和光电陶瓷材料等。
光电半导体材料是光电信息材料中的重要组成部分，具有特殊的光电特性。
常见的光电半导体材料有硅、锗、砷化镓、磷化镓等。
这些材料在光电器件中广泛应用，如太阳能电池、光电传感器和光通信器件等。
通过对光电半导体材料的研究，可以改善材料的光电特性，提高器件的效能。
光学功能材料是另一类重要的光电信息材料，具有特殊的光学性能。
这些材料可以通过改变光的传播和调控光的波长等方式实现光电器件的功能。
目前，光学功能材料在光通信、光储存和光显示等领域得到广泛应用。
例如，光纤通信系统中的光纤材料、液晶显示器中的液晶材料以及光存储器中的光敏材料等。
光电陶瓷材料是一种特殊的光电信息材料，具有高温稳定性和优异的光电性能。
这些材料通常是由光电功能材料和陶瓷基质组成，具有特殊的结构和性能。
光电陶瓷材料在高温环境中具有良好的稳定性，可在高温条件下工作。
光电陶瓷材料在光电器件中应用广泛，如高温太阳能电池、高温光纤传感器和高温光通信器件等。
光电器件是光电信息材料的应用载体，是将光电信息材料转化为实际应用的关键组成部分。
光电器件的设计和制备是光电信息材料与器件专业的核心内容之一。
光电器件包括光电传感器、光电调制器、光电存储器、光电调制器等。
这些器件通过改变光的强度、波长或相位等方式实现光电信号的检测、调制和存储等功能。
光电器件的设计和制备需要光电信息材料的支持，同时也需要掌握一定的制备工艺和装备。
例如，在太阳能电池的制备过程中，需要选取合适的光电半导体材料和优化器件的结构，同时还需要掌握先进的制备工艺，如溅射、化学气相沉积和激光刻蚀等。
信息材料绪论完整版
信息材料绪论HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】第一章信息材料概论信息技术：主要包括传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术、存储技术、传输技术及显示技术。
现代信息技术是以微电子技术和光电子技术为基础，以计算机与通信技术为核心，对各种信息进行收集、储存、处理、传递和显示的高技术群。
信息材料就是指与现代信息技术相关的，用于信息的收集、储存、处理、传递和显示的材料。
其是信息技术的基础和先导。
按功能分类，信息材料可分为：1.信息检测和传感材料——指用于信息传感器和探测器的一类对外界信息敏感的材料。
2.信息传输材料——信息定向传输中，用于传输各种携带信息的电磁波的材料，以及为了保证信息传输的质量，对核心传输介质所加以保护的材料。
3.信息存储和显示材料——存储材料指用于记录和存储信息的材料；显示材料指能将各种形式的信息作用于人的视觉而使人感知的材料。
4.信息运算和处理材料——能对加载有信息的信号加以变换或处理，以实现降低信息率或者方便提取有用信息的材料。
信息材料的应用范围十分的广泛：民用器件有：半导体红外器件，电荷耦合器件，半导体激光器件，微波毫米波器件，存储显示器件，集成电路等。
它们可以应用于通信，广播电视设备，工业自动化设备，办公自动化设备，家用电子和光电子器件，医用诊断治疗设备和生物技术用器件，科学研究用实验仪器，水文、地质监测和气象预测预报系统，各种公共场所的电子或光电子器件及其各种集成电路器件。
军用半导体红外器件有：侦察的车载、舰载、机载或单兵手持式热像仪，空中侦察的红外扫描仪、红外热像仪、低空和中空光电传感器，多元双波侧面红外探测器。
军用电荷耦合器件主要有：空间遥感的大面阵CCD，自动导航系统的CCD跟踪器，侦察电子伏击等的CCD摄像机，以及单兵的夜视仪，扫描器，瞄准器等。
军用半导体激光器件：坦克飞机等的连续波调制半导体激光器，各种枪械的瞄准器，激光预警器，卫星对接系统、空间会合和高速干道测距以及常规兵器自动目标识别、修正系统的激光雷达等。
传感器的主要学习知识重点
绪论一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件构成。
如果传感器信号经信号调理后，输出信号为规定的标准信号（0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…），通常称为变送器，分类：按照工作原理分，可分为：物理型、化学型与生物型三大类。
物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。
按照输入量信息：按照应用范围：传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术.发展趋势: 一是开展基础研究，探索新理论，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。
1．发现新现象；2．发明新材料；3．采用微细加工技术；4．智能传感器；5．多功能传感器；6．仿生传感器。
二、信息技术的三大支柱现在信息科学（技术）的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术，即传感器技术、通信技术和计算机技术。
课后习题1、什么叫传感器，它由哪几部分组成？它们的作用与相互关系？传感器(transducer/sensor)：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置（国标GB7665—2005）。
通常由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件：指传感器中能直接感受或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)部分。
转换元件：指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号(一般为电信号)部分。
信号调理电路(Transduction circuit) ：由于传感器输出电信号一般较微弱，而且存在非线性和各种误差，为了便于信号处理，需配以适当的信号调理电路，将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。
第一章传感器的一般特性1.传感器的基本特性动态特性静态特性2.衡量传感器静态特性的性能指标（1）测量范围、量程（2）线性度%100max⨯∆±=⋅SF L y δ 传感器静态特性曲线及其获得的方法传感器的静态特性曲线是在静态标准条件下进行校准的。
信息功能材料与器件-国风云
(n1 n2 ) ≈ (n1 n2 )
n1 n2
由图知：0<V<V1=2.405时，光纤中 只能传输一个模式的光波，即基模 (HE11)可以传播，这种光纤称单模光纤。 当V>V1=2.405时，光纤中传输模是多 个， 这种光纤称多模光纤。
一、光纤结构与传光特性
2.4 光纤的传输损耗 光纤的损耗导致光信号的衰减,是光纤的一个重要指标,常用衰减常数A表示。
二、光纤传感原理与器件构造
光纤传感的基本原理就是光纤传感器的调制原理,也就是研究外界变化量（力、 光纤传感的基本原理 电、光、热、磁、化学、生物等）的作用如何使光纤中传输光的特性参数 （光的振幅、相位、偏振态、波长）发生变化的规律. 传感器的基本构造原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制区,在调制区内, 传感器的基本构造原理 外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的光学性质(如强度、波长、 频率、相位、偏振态等)发生变化成为被调制的信号光, 经光纤送入光敏器件、 解调器而获得被测参数.传感过程中,光纤可起到导光器和光调制器的作用. 光纤传感器按其传感原理分为两类：一是传光型光纤传感器,一是传感型光纤 光纤传感器按其传感原理分为两类 传感器.两类传感器构造基本相似,都由光源、入射光纤、调制器、出射光纤 和光敏器件组成.前者光纤仅起导光作用,后者光纤兼具导光和光调制器功能.
n2 sinθ c = n1
θ > θ c = arcsin
2
n2 n1
nห้องสมุดไป่ตู้ sin c = 1 2 n 1
图中n1，n2分别为纤芯和包层的折射率，n0为光纤周围媒质的折射率。
一、光纤结构与传光特性
2.2 梯度光纤中光线传输 子午光线的传播 如图可将光纤分为若干阶梯状薄层，认为各薄层的折射率一 定，可采用类似前述的均匀折射率（阶跃光纤）全反射方法分析。例如入射到纤 芯中央折射率最高处的三束光线在各层界面上按折射定律产生折射，并依次进入 折射率较低的薄层中，期间入射角逐渐减小。 光线①入射角最大，大于临界角ψc，经各界面折射后，进入包层中，形成辐 射模，不能在光纤中传播。 光线②入射角较①小，经数次折射后，可在某一界面满足全反射条件而被折 回，趋向中心高折射率层，以至光线与轴向之间夹角变大，到达某一界面后再次 被折回，重复上述过程，因此光束以传输模形式被限制在纤芯内传播。 光线③的入射角比②更小，因此将在比②更靠近光纤中心轴的界面间重复地 进行反射，并沿轴向传播。
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对用于制造热电阻材料的要求：
• 具有尽可能大和稳定的电阻温度系数和电阻率
• R-t关系最好成线性
• 物理化学性能稳定
• 复现性好等。
2020/4/1目5 前最常用的热电阻金属是铂、铜和镍。
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主要金属测温电阻器的性能
项目
使用温度/℃ 电阻丝直径/mm 电阻率/(Ω·mm2/m） 0～100 ℃电阻温度系数
（4） 粘结剂
用于将敏感栅固定于基底上，并将盖片与基底粘贴 在一起。使用金属应变片时，也需用粘结剂将应变片基 底粘贴在构件表面某个方向和位置上。以便将构件受力 后的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。
常用的粘结剂分为有机和无机两大类。有机粘结剂
用于低温、常温和中温。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛树
脂、有机硅树脂，聚酰亚胺等。无机粘结剂用于高温，
在应变计轴线方向 的应变ε之比，称为
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电阻应变计的灵敏
系数K。
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2.2 半导体压阻材料
压阻效应 指当半导体受到机械力作用时，由于载流子迁移 率的变化，使其电阻率发生变化的现象。它是C.S史密斯在 1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。
压阻系数π被定义为单位应力作用下电阻率的相对变化
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将一个结构单元中构成石英晶体的硅离子和氧离子的 排列在垂直于晶体Z轴的平面内投影，可得到等效于 下图的正六边形排列。
图中⊕代表Si4+, 代表2O2-
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石英晶体压电效应示意图
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3. 热敏传感材料
热敏传感材料：对温度变化具有灵敏响应的材料。
接触式测温
通过测温元件与被测 物体的接触而感知物 体的温度
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8
应变片的结构与材料
由敏感栅1、基底2、盖片3、引线4和粘结剂等组 成。这些部分所选用的材料将直接影响应变片的性能。 因此，应根据使用条件和要求合理地加以选择。
43
b
2
l
栅宽
栅长
1
电阻应变片结构示意图
（1） 敏感栅
由 金 属 细 丝 绕 成 栅 形 。 电 阻 应 变 片 的 电 阻 值 为 60Ω 、
R (1 1 )
R R0e T T0
T
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热敏电阻的电阻－温度特性
• 大多数：负温度系数。热敏电阻在不同值时的电阻－温 度特性，温度越高，阻值越小，且有明显的非线性。 NTC（负电阻温度系数）热敏电阻具有很高的负电阻温 度系数，特别适用于：－100～＋300℃之间测温。
• PTC（正电阻温度系数）热敏电阻的阻值随温度升高而 增大，且有斜率最大的区域，当温度超过某一数值时， 其电阻值朝正的方向快速变化。
可见：只要测出eAB（T,T0）的大小，就能得到 被测温度T，这就是利用热电偶测温的原理。
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热电偶测温基本定律
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。
T
T0
V
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
（2） 基底和盖片
基底用于保持敏感栅、引线的几何形状和相对位置，盖 片既保持敏感栅和引线的形状和相对位置，还可保护敏 感栅202。0/4/1基5 底的全长称为基底长，其宽度称为基底宽。10
（3） 引线
是从应变片的敏感栅中引出的细金属线。对引线材 料的性能要求：电阻率低、电阻温度系数小、抗氧化性 能好、易于焊接。大多数敏感栅材料都可制作引线。
力敏传感材料
热敏传感材料
光敏传感材料
磁敏传感材料
气敏传感材料
湿敏传感材料
光纤传感材料
生物传感材料
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2. 力敏传感材料
力敏传感材料指在外力作用下，电学性质会发生明显变 化的材料，分为应变电阻材料、压阻材料和压电材料。 力敏传感器主要用于测量力、加速度、扭矩、压力、流 量等物理量。
2.1 电阻应变材料
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。
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3)参考电极定律
两种导体A,B分别与参考电极C组成热电偶，如 果他们所产生的热电动势为已知，A和B两极配对后 的热电动势可用下式求得：
EAB (T ,T0 ) EAC (T ,T0 ) EBC (T ,T0 )
• CTR（临界温度热敏电阻）也具有负温度系数，但在某
个温度范围内电阻值急剧下降，曲线斜率在此区段特别 陡，灵敏度极高。主要用作温度开关。
• 线性热敏电阻
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电阻RT/Ω
CTR
PTC
NTC
0
温度T/0C
三类热敏电阻的温度特性曲线
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半导体热敏电阻材料
• PTC材料
顺压电效应：机械能 逆压电效应：电 能
电能 机械能
压电材料
压电晶体：石英晶体、酒石酸钾钠、电气石、磷酸铵、硫酸锂
性能稳定、不需极化处理、无热释电效应
压电陶瓷：人工极化处理的钛酸钡、锆钛酸钡
压电常数大、灵敏度高、工艺成熟、价格低廉
压电半导体：ZnS、ZnO、CdS、CdTe等
2压020/电4/15高分子材料：聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯
机械力作用——晶格间距变化——禁带宽度变化——载 流子相对能量改变——电阻率变化 优点：
①灵敏度与精度高； ②易于小型化和集成化； ③结构简单、工作可靠，在几十万次疲劳试验后，性能保持不变； ④动态特性好，其响应频率为103～105Hz。 用来202制0/4/成15 各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器 13
T0 ) ln
nA nB
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讨论
•影响因素取决于材料和接点温度，与形状、尺寸等无关
•两热电极相同时，总电动势为0
•两接点温度相同时，总电动势为0
•对于已选定的热电偶，当参考端温度T0恒定时，eAB(T0)=c 为常数，则总的热电动势就只与温度T成单值函数关系，
即
EAB (t,t0 ) f (t) f (t0 ) f (t) C (t)
BaTiO3基热敏材料：用于家用电器的温度传感器、限流器等。 V2O3基热敏材料：常温电阻率极小，用于大电流领域的过流保护，
金属-绝缘体相变。
• NTC材料
低温：AB2O4尖晶石型氧化物半导体陶瓷 常温： AB2O4尖晶石型的含锰氧化物 高温：AO2萤石型、AB2O4尖晶石型、ABO3钙钛矿型和刚玉型。
/(×10-3/℃)
Pt
Ni
Cu
-200~600 -100～300 -50～150
0.03~0.07 0.0981~0.106
3.92～3.98
0.05 0.118～0.138 6.21～6.34
0.1 0.017 4.25～4.28
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半导体热敏电阻
半导体热敏电阻是利用半导体的电阻值随温度显著变 化这一特性制成的一种热敏元件。
电阻-应变效应是指金属导体的电阻在导体受力产生变形 （伸长或缩短）时发生变化的物理现象。当金属电阻丝 受到轴向拉力时，其长度增加而横截面变小，引起电阻 增加。反之，当它受到轴向压力时则导致电阻减小。
电阻应变式传感器就是利用金属电阻应变片的电阻应变
效应实现应力（应变）的传感的，金属应变片电阻值变 化正比于应力大小。 常用的金属应变片由金属丝式、箔式、薄膜式等。
热膨胀式 热电势式 热电阻式 PN结型 集成电路型 热释电式
优点： 技术成熟 传感器种类多 测量系统简单 精度较高
非接触式测温
通过接收被测物体发 出的辐射来得知物体 2020/4/15的温度
光学高温传感器 优点： 不受测温元件耐热
程度限制 热辐射式温度传感器 测温速度快
可测运动物体1温7 度
3.1 双金属温度计 （热膨胀式）
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。
2020/4/15
优点： 结构简单 牢固 可靠 防爆
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3.2 热电势式温度计(热电偶)
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。
常用202的0/4/有15 磷酸盐、硅酸、硼酸盐等。
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金属电阻应变片材料
栅长度一般为 0.2～100毫米，直径 0.015～0.05毫米的 金属丝 ，厚度 0.002～0.005毫米的金属箔。 电阻为60～1000欧（最常用的为120欧），测量范围为 几微应变至数万微应变（με，1微应变=10-6毫米／毫 米）
120Ω、200Ω等多种规格，以120Ω最为常用。应变片栅
长大小关系到所测应变的准确度，应变片测得的应变大
小是20应20/4变/15 片栅长和栅宽所在面积内的平均轴向应变量9。
对敏感栅的材料的要求：
①应变灵敏系数大，并在所测应变范围内保持为常数； ②电阻率高而稳定，以便于制造小栅长的应变片； ③电阻温度系数要小； ④抗氧化能力高，耐腐蚀性能强； ⑤在工作温度范围内能保持足够的抗拉强度； ⑥加工性能良好,易于拉制成丝或轧压成箔材； ⑦易于焊接，对引线材料的热电势小。 对应变片要求必须根据实际使用情况，合理选择。
第四章 信息传感材料与器件
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1. 传感器与传感材料
定义：传感器是能够感受规定的被测量并按一 定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
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