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《微波傳感器,其它傳感器zqjnew》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、微波簡(jiǎn)介定義波長(zhǎng)很短的電磁波。具體指從1m到1cm的電磁波。分類分米波（波長(zhǎng)從1m到10cm）厘米波（波長(zhǎng)從10cm到1cm）毫米波（波長(zhǎng)從1cm到10mm）亞毫米波（波長(zhǎng)從1mm到紅外線）特點(diǎn)在微波段，不論從理論上還是從技術(shù)上都與低頻和射頻電路迥然不同。微波的產(chǎn)生一、微波諧振腔的原理在低頻電路中電磁振蕩是靠由電感L和電容C組成的振蕩回路在外電路提供的能量激發(fā)下產(chǎn)生的。振蕩頻率為要產(chǎn)生f＝9MHz的微波，L＝0.016?H，C＝0.02pF，一般電路元件的分布參數(shù)遠(yuǎn)比振蕩回路所需之LC值大！“諧振腔”是空心金屬圓柱體電場(chǎng)全部集中在
2、空腔內(nèi)部，沒(méi)有輻射損失作為高頻電路的空腔內(nèi)表面積大增，電阻損耗很小“諧振腔”—理想的微波振蕩回路反射式速調(diào)管振蕩器工作原理電子槍諧振腔反射極“制動(dòng)空間”速調(diào)管的構(gòu)造示意圖速調(diào)管的工作過(guò)程陰極發(fā)射電子諧振腔（陽(yáng)極）調(diào)制電子速度在腔中激起感應(yīng)電流，在上下柵網(wǎng)間產(chǎn)生交變電場(chǎng)，這個(gè)交變電場(chǎng)對(duì)穿越電子進(jìn)行速度調(diào)制?把密度均勻的電子流變成疏密相間的電子團(tuán)?控制電子團(tuán)返回諧振腔的時(shí)機(jī)調(diào)制電子密度反射極（負(fù)電位）微波傳感器微波作為一種電磁波，具有電磁波的所有性質(zhì)微波傳感器是利用微波特性來(lái)檢測(cè)某些物理量的器件或裝置微波傳感器是一種新型非接觸式測(cè)量傳
3、感器微波是波長(zhǎng)為1mm～1m的電磁波，可以細(xì)分為三個(gè)波段。10.2.1微波傳感器的原理和組成微波特點(diǎn)：需要定向輻射裝置；遇到障礙物容易反射；繞射能力差；傳輸特性好，傳輸過(guò)程中受煙霧、灰塵等的影響較小；介質(zhì)對(duì)微波的吸收大小與介質(zhì)介電常數(shù)成正比，如水對(duì)微波的吸收作用最強(qiáng)。微波傳感器的測(cè)量原理及分類原理：由發(fā)射天線發(fā)出微波，此波遇到被測(cè)物體時(shí)將被吸收或反射，使微波功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收到通過(guò)被測(cè)物體或由被測(cè)物體反射回來(lái)的微波，并將它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，即可以顯示出被測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了微波檢測(cè)。分類：分為反射式和遮斷
4、式兩類。1.反射式微波傳感器反射式微波傳感器是通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物反射回來(lái)的微波功率或經(jīng)過(guò)的時(shí)間間隔來(lái)測(cè)量被測(cè)量的。通常它可以測(cè)量物體的位置、位移、厚度等參數(shù)。2.遮斷式微波傳感器遮斷式微波傳感器是通過(guò)檢測(cè)接收天線收到的微波功率大小來(lái)判斷發(fā)射天線與接收天線之間有無(wú)被測(cè)物體或被測(cè)物體的厚度、含水量等參數(shù)的。微波傳感器的組成微波傳感器通常由微波發(fā)生器（即微波振蕩器）、微波天線及微波檢測(cè)器三部分組成。1.微波發(fā)生器是產(chǎn)生微波的裝置。由于微波波長(zhǎng)很短，即頻率很高（300MHz～300GHz），要求振蕩回路中具有非常微小的電感與電容，因
5、此不能用普通的電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器。構(gòu)成微波振蕩器的器件有調(diào)速管、磁控管或某些固態(tài)器件，小型微波振蕩器也可以采用體效應(yīng)管。2、微波天線由微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去。為了使發(fā)射的微波具有尖銳的方向性，天線要具有特殊的結(jié)構(gòu)。常用的天線有喇叭形、拋物面形、介質(zhì)天線與隙縫天線等。喇叭形天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，可以看作是波導(dǎo)管的延續(xù)。喇叭形天線在波導(dǎo)管與空間之間起匹配作用，可以獲得最大能量輸出。拋物面天線使微波發(fā)射方向性得到改善。常用的微波天線扇形喇叭天線;(b)圓錐形喇叭天線;(c)旋轉(zhuǎn)拋物面天線;(d)拋物柱面天線
6、3.微波檢測(cè)器電磁波作為空間的微小電場(chǎng)變動(dòng)而傳播，所以使用電流-電壓特性呈現(xiàn)非線性的電子元件作為探測(cè)它的敏感探頭。與其它傳感器相比，敏感探頭在其工作頻率范圍內(nèi)必須有足夠快的響應(yīng)速度。作為非線性的電子元件可用種類較多（半導(dǎo)體PN結(jié)元件、隧道結(jié)元件等），根據(jù)使用情形選用。微波傳感器的特點(diǎn)一種新型的非接觸傳感器。①有極寬的頻譜（波長(zhǎng)=1.0mm~1.0m）可供選用，可根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)選擇不同的測(cè)量頻率；②在煙霧、粉塵、水汽、化學(xué)氣氛以及高、低溫環(huán)境中對(duì)檢測(cè)信號(hào)的傳播影響極小，因此可以在惡劣環(huán)境下工作；③時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)速度快，
7、可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)與實(shí)時(shí)處理，便于自動(dòng)控制；④測(cè)量信號(hào)本身就是電信號(hào)，無(wú)須進(jìn)行非電量的轉(zhuǎn)換，從而簡(jiǎn)化了傳感器與微處理器間的接口。⑤傳輸距離遠(yuǎn)，便于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和遙控；⑥微波無(wú)顯著輻射公害。缺點(diǎn)：微波傳感器存在的主要問(wèn)題是零點(diǎn)漂移和標(biāo)定尚未得到很好的解決。其次，測(cè)量環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果影響大，如溫度、氣壓、取樣位置等。微波傳感器的應(yīng)用微波液位計(jì)微波濕度傳感器水分子是極性分子。當(dāng)微波場(chǎng)中有水分子時(shí)，偶極子受場(chǎng)的作用而反復(fù)取向，不斷從電場(chǎng)中得到能量（儲(chǔ)能），又不斷釋放能量（放能），前者表現(xiàn)為微波信號(hào)的相移，后者表現(xiàn)為微波衰減。這個(gè)特性可用水分
8、子自身介電常數(shù)ε來(lái)表征，即ε=ε′+αε″ε′與ε″不僅與材料有關(guān)，還與測(cè)試信號(hào)頻率有關(guān),所有極性分子均有此特性。一般干燥的物體，其ε′在1～5范圍內(nèi)，而水的ε′則高達(dá)64，因此如果材料中含有少量水分子時(shí)，其復(fù)合ε′將顯著上升，ε″也有類似性質(zhì)。
