光電式 熱電式ppt課件.ppt

《光電式 熱電式ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第四章傳感技術(shù)電氣式傳感器電阻式變阻器式電阻應變式電感式自感型（可變磁阻、渦流式）互感型（差動式）電容式壓電式磁電式電磁感應式霍爾元件光電式熱電式4.5磁電式傳感器霍爾傳感器霍爾效應半導體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓，它們之間的關(guān)系為霍爾傳感器的應用1．電流傳感器不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。2．位移測量3．測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)4.6光電式傳感器光電效應外光電效應：光電管、光電倍增管內(nèi)光電效應：光敏電阻、光電池和光敏二、三

2、極管光纖：光導纖維，70年代發(fā)展新興光電材料—光電子學領(lǐng)域光纖傳感技術(shù)：光通信，受外界環(huán)境因素影響外界因素光纖傳輸光波量外界因素：壓力、溫度、電場、磁場等光波量：光強、相位、頻率、偏振態(tài)等光纖傳感器特點：靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、抗電磁干擾、耐腐蝕、絕緣性好、光路可彎曲、遙測——多學科性：纖維光學、光電技術(shù)、彈性力學、電磁學、電子技術(shù)、微機應用光纖傳感器光纖傳感器所用光纖有單模光纖和多模光纖單模光纖的纖芯直徑通常為2~12μm，很細的纖芯半徑接近于光源波長的長度，僅能維持一種模式傳播，適應于遠距離傳播，一般相位調(diào)制型和偏振調(diào)制型的光纖傳感器采用單模光纖。多模光纖的纖

3、芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。光強調(diào)制型或傳光型光纖傳感器多采用多模光纖。1、光纖的結(jié)構(gòu)涂敷層：硅銅、丙烯酸鹽——增加機械強度塑料套管：保護、不同顏色——區(qū)分纖芯：、摻雜——提高光折射率、直徑5~75um包層：、摻雜（）——降低光折射率、100~200um多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對稱圓柱體Snell定律由荷蘭數(shù)學家斯涅爾發(fā)現(xiàn)，是在光的折射現(xiàn)象中，確定折射光線方向的定律。當光由第一媒質(zhì)（折射率n1）射入第二媒質(zhì)（折射率n2）時，在平滑界面上，部分光由第一媒質(zhì)進入第二媒質(zhì)后即發(fā)生折射。實驗

4、指出：（1）折射光線位于入射光線和界面法線所決定的平面內(nèi)；（2）折射線和入射線分別在法線的兩側(cè)；（3）入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值，對折射率一定的兩種媒質(zhì)來說是一個常數(shù).淺顯的說，就是光由光速大的介質(zhì)中進入光速小的介質(zhì)中時，折射角小于入射角；從光速小的介質(zhì)進入光速大的介質(zhì)中時，折射角大于入射角。此定律是幾何光學的基本實驗定律。2、光纖波導原理臨界角全反射光折射與反射的snell定律數(shù)值孔徑NA:描述集光的能力(反映纖芯接受光量的多少)NA意義：無論光源發(fā)射功率多大，只有入射光處于2θc的光角內(nèi)，光纖才能導光。NA是光纖的一個重要參數(shù)。一般希望有大的數(shù)值孔徑，

5、這有利于耦合效率的提高，但數(shù)值孔徑過大，會造成光信號畸變，所以要適當選擇數(shù)值孔徑的數(shù)值。一般光線所處環(huán)境為空氣，n0=1。光纖產(chǎn)品一般只給NA，石英光纖0.2—0.4。3、光纖傳感器基本原理及類型組成：光纖、光源、光探測器傳光型：非功能型、多模光纖（傳輸更多光量）傳感型：功能型、單模光纖（被測對象調(diào)制光纖特性）1）、傳光型光纖傳感器調(diào)制器光纖：傳輸光波、不連續(xù)（入射、出射光纖）、多模光纖調(diào)制器：敏感元件、被測量作用下使光路遮斷、光穿透率變化光纖：“傳”—傳輸光波“感”—外界作用下光學特性變化光纖連續(xù)2）、傳感型光纖傳感器特點：（1）傳光性好、損耗?。?）頻帶寬、超高速

6、測量（3）靈敏度、線性好（4）非接觸、非破壞性、遠距測量（5）體積小、重量輕幾種常用的光纖傳感器1光纖加速度傳感器2光纖位移傳感器光纖位移傳感器是利用光導纖維傳輸光信號的功能，根據(jù)探測到的反射光的強度來測量被測反射表面的距離。光電轉(zhuǎn)換放大器A/D單片機顯示利用光導纖維傳輸光信號的功能，根據(jù)探測到的反射光的強度來測量被測反射表面的距離。3、光纖溫度傳感器光纖溫度傳感器是目前僅次于加速度、壓力傳感器而廣泛使用的光纖傳感器。根據(jù)工作原理可分為相位調(diào)制型、光強調(diào)制型和偏振光型等。光分別送入兩根長度相同的單模光纖中，則從兩根光纖射出的光就產(chǎn)生干涉而形成干涉條紋。當探測臂受到被測

7、溫度變化時，就會引起兩束光的相位差之變化，因此光的干涉條紋就會產(chǎn)生移動，根據(jù)移動的干涉條紋數(shù)就可以確定被測溫度之大小。光電傳感器的應用1煙塵濁度檢測儀煙道里的煙塵濁度是通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒吸收和折射增加，到達光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。2燈光亮度自動控制器燈光亮度控制器可按照環(huán)境光照強度自動調(diào)節(jié)白熾燈或熒光燈的亮度，從而使室內(nèi)的照明自動保持在最佳狀態(tài)，避免人們產(chǎn)生視覺疲勞?？刂破髦饕森h(huán)境光照檢測電橋、放大器、積分器、比較器、過零檢測器、鋸齒波形成