多媒体教案-电子信息材料-08-敏感材料-r

1、 电阻率随着温度改变而发生变化的材料称为热敏电阻材料。这种材料被广泛用于制造各种热敏电阻器。8.2 热敏传感器 大家注意，我们现在讨论的是某物理量随着温度而发生显著变化的情况，不再是上一节课中随应力而发生变化的情况。实用热敏传感器新型热敏传感器1热电温度计(热电偶) 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。BAABNNekTTEln)(ABTT0k玻耳兹曼常数，e电子电荷量，T接触处的温度NA，NB分别为导体A和B的自由电子密度。BAABNNekTTEln)(002 热敏电阻传感器 NTC型：半导体热敏电阻的材料

2、是一种由锰、镍、铜、钴、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体，它具有负的电阻温度系数，随温度上升而阻值下降。)11(00TTeRRRT3 3双金属片温度计双金属片温度计 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。利用材料的非线性伏安特性。电压敏传感器应用电阻值随电压而变化的元件。磁敏电阻器是一种磁电变换元件，利用磁阻效应制成8.4 磁敏材料1883年，金属导体的磁阻效应1951年，研究了强磁性薄膜的磁阻效应20世纪50年代，发现InSb和InAs等材料具有极高的迁移率，促进了磁敏电阻器的开发。20世纪60年代中期，国际市场上出现

3、了磁敏电阻器。磁敏材料发展历史磁敏电阻器与霍尔器件均属于磁敏元件，但是前者结构简单，并且可以集成，温度系数可以变得很小。磁敏电阻器分为半导体磁敏电阻器和强磁性薄膜磁敏电阻器。工作原理都是以磁阻效应为基础。 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。 霍尔元件霍尔元件 电流传感器电流传感器 当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场当电流流过导线时，将在导线周围产生磁场，磁场大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测。通过软磁材料来聚集，然

4、后用霍尔器件进行检测。 汽车速度测量汽车速度测量:磁敏传感器检测限度)1 ()1 (cos/2202020BRRRR- -+ + lwx磁阻效应：材料的电阻值随外加磁场的大小而变化。当在半导体材料上沿着与电流流向相垂直的方向加以外磁场时，由于霍尔电场和洛仑兹力的作用，电流与合成电场成一霍尔角流动，从而电流路径增长，阻值增大。电阻的增量与磁场的平方成正比；与磁场的正负无关；温度系数影响大。 气体与人类日常生活密切相关，对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段，气敏传感器发挥着极其重要的作用。 如生活环境中一氧化碳浓度达0.81.15 ml/L时，就会出现呼吸急促，脉搏加快，甚至晕厥。

5、还有对易燃、易爆气体、酒精等的探测也非常重要。烟雾报警器烟雾报警器酒精传感器酒精传感器二氧化碳传感器二氧化碳传感器气敏电阻传感器气敏电阻传感器 气敏传感器是多数利用气敏半导体材料，如氧化锡、氧化锰。当它们吸收了气体烟雾，如一氧化碳、醇等时，电阻发生变化。从而使气敏元件电阻值随被测气体的浓度改变而变化。 酒精传感器酒精传感器倒车雷达倒车雷达超声波检测传感器超声波检测传感器 鱼群探测器鱼群探测器 光电鼠标就是利用LED与光敏晶体管组合来测量位移亮度传感器：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。半导体敏感元件传感器半导体敏感元件传感

6、器 相机测距反射式光电传感器相机测距反射式光电传感器光纤流速传感器光纤流速传感器光纤检测型光电传感器光纤检测型光电传感器作业件检测作业件检测光纤传感器光纤传感器颜色检测颜色检测热辐射检测传感器 绝对零度以上的物体都有辐射，其强度依赖于物体温度(K)，服从普朗克辐射定律。传感器选用原则传感器选用原则 选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线选择传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面性范围、稳定性、精确度、测量方式等六个方面的问题。的问题。 1 1灵敏度灵敏度 一般说来，传感器灵敏度越高越好，但，在确定灵敏度时，要考虑以下几个问题。 a)灵敏度过高引起的干扰问题； b)量程范围。 c)交叉灵敏度问题。2 2 响应特性响应特性 传感器的响应特性是指在所测频率范围内，保持不失真的测量条件。 实际上传感器的响应总不可避免地有一定延迟，但总希望延迟的时间越短越好。 3 3 线性范围线性范围 任何传感器都有一定线性工作范围。在线性范围内输出与输入成比例关系，线性范围愈宽，则表