自动检测技术第七章课件.ppt
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- 自动检测 技术 第七 课件
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1、第七章第七章 其他参数检测其他参数检测 本章主要介绍光学量测量、磁学量本章主要介绍光学量测量、磁学量测量和成分参数检测知识。重点掌握测量和成分参数检测知识。重点掌握光电效应、光电耦合、磁敏器件及气光电效应、光电耦合、磁敏器件及气体成分、湿度、液体浓度的测量原理体成分、湿度、液体浓度的测量原理和方法。和方法。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n7.1.1 7.1.1 外光电效应及器件外光电效应及器件 在光的作用下使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。光电管和光电倍增管。一、光电管及其特性 真空光电管的结构及工作原理如图所示。其特性有:1.伏安特性 入射光一定时,阳极电流与阳极电压之间的关系称
2、为伏安特性,7.1 7.1 光学量测量光学量测量n如图所示 7.1 7.1 光学量测量光学量测量n2.光电特性 阳极和阴极之间所加电压一定时,光通量与光电流之间的关系称为光电特性。n3.光谱特性 光电管对光谱的选择性称为光谱特性。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n二、光电倍增管图为光电倍增管的工作原理图。n7.1.2 7.1.2 内光电效应及器件内光电效应及器件 在光线作用下使物体的电阻率发生改变的现象称为内光电效应。光敏电阻,光导管等。n一、光敏电阻的工作原理及结构n图为光敏电阻 的原理结构。7.1 7.1 光学量测量光学量测量7.1 7.1 光学量测量光学量测量n二、光敏电阻的主要参数
3、 1.暗电阻和暗电流 2.亮电阻和亮电流 3.光电流三、光敏电阻的基本特性 1.光敏电阻的伏安特性 光敏电阻的两端所加电压和电流的关系曲称为光敏电阻的伏安特性7.1 7.1 光学量测量光学量测量n2.光敏电阻的光照特性 光敏电阻光电流和光强的关系曲线,称为光敏电阻的光照特性。n3.光敏电阻的光谱特性 对不同波长的入射光,光敏电阻相对灵敏度不同。各种不同材料的光谱特性曲线如图所示。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n7.1.37.1.3阻挡层光电效应及器件阻挡层光电效应及器件 阻挡层光电效应是在光线作用下使物体产生一定方向的电动势的现象。光电池、光敏晶体管。一、光电池及特性 1.结构及原理硅光
4、电池的结构和 工作原理如图所示。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n2.光电池的基本特性(1)光电池的光谱特性 图所示曲线为硒光电池和硅光电池的光 谱特性曲线,即相对灵敏度k和入射光波长之间的关系曲线。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n(2)光电池的光照特性 图为硅光电池的光照特性曲线。n二、光敏晶体管及特性 1.光敏晶体管的结构和工作原理 光敏二极管的符号及接线法如图所示。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n光敏三极管有PNP型和NPN型两种,它比光敏二极管具有更高的灵敏度。其符号如图所示。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n2.光敏晶体管的基本特性 (1)光敏晶体管的光谱特性见图
5、。(2)光敏晶体管的伏安特性曲线见图。7.1 7.1 光学量测量光学量测量n(3)光敏晶体管的光照特性曲线见图。7.2 7.2 磁学量测量磁学量测量 n磁敏传感器是基于磁电转换原理制成的。主要器件有磁敏电阻、磁敏二极管和磁敏三极管。n7.2.1 7.2.1 磁敏电阻磁敏电阻一、磁阻效应 在磁场作用下,半导体晶片电阻率增大的现象称为物理磁阻效应。在相同磁场作用下,因晶片几何形状不同使电阻值变化不同的现象称为几何磁阻效应。理论推导磁阻效应的表达式为:7.2 7.2 磁敏传感器磁敏传感器n二、磁敏电阻 磁敏电阻的结构形式有两端型和三端型两种。其技术性能参见表7.1.1所示。n7.2.2 7.2.2
6、磁敏二极管磁敏二极管一、基本结构与原理 磁敏二极管有锗和 硅磁敏二极管两种。图所示为磁敏二极 管的结构。7.2 7.2 磁敏传感器磁敏传感器n二、磁敏二极管特性 1.磁灵敏度 2.输出电压特性 3.温度特 4.频率特性n7.2.3 7.2.3 磁敏三极管磁敏三极管一、基本结构与原理 长基区是磁敏三极管的主要特征,图是锗管的结构示意图。n二、磁敏三极管的特性 1.磁灵敏度 2.温度特性 3.频率特性 7.2 7.2 磁场检测磁场检测n本节主要介绍电磁感应法测磁场、磁通门磁强本节主要介绍电磁感应法测磁场、磁通门磁强计测磁场、霍尔效应和核磁共振法测磁场。计测磁场、霍尔效应和核磁共振法测磁场。n7.2
7、.1 7.2.1 电磁感应法测磁场电磁感应法测磁场 电磁感应法测磁场的理论基础为电磁感应电磁感应法测磁场的理论基础为电磁感应定。图中,若被测磁场按定。图中,若被测磁场按 正弦规律变化,穿过测量正弦规律变化,穿过测量 线圈的磁通也按正弦规律线圈的磁通也按正弦规律 变化,即:变化,即:)sin(tm7.2 7.2 磁场检测磁场检测n线圈产生的感应电势:n有:n测出感应电势e,即可算出穿过线圈的磁通幅 值m。被测磁场的Bm和Hm等于:)cos(0tNdtdNdtdeUNm2USNSBmm2mmBH7.2 7.2 磁场检测磁场检测n一、冲击法 1.测量原理 用冲击法测量直流磁通的接线图如图所示。2.磁
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