机械工程测试技术（第3版）课件：发电式传感器及其应用

发电式传感器及其应用

发电式传感器及其应用内容概要5.1压电式传感器5.2磁电式传感器5.3霍尔传感器5.4热电偶传感器5.5红外探测器传感器电参数电阻电容电感电信号电压电流电荷压电传感器原理

利用压电材料的压电效应，将被测量的变化转换成感生的电荷量变化实现测量。5.1压电式传感器测量的物理量——测量那些最终能变成力的物理量

力、力矩和压力振动加速度、声音特点：响应快、频带宽、灵敏度高结构简单、性能可靠;不适合静态、准静态信号的测量5.1压电式传感器2.压电效应外力作用下在压电材料一定方向的两个表面产生电荷压电效应分：

正压电效应：施加外力后表面产生电荷现象为正压电效应逆压电效应：施加电压后，材料会产生机械变形的现象为逆压电效应传感器利用正压电效应当动态力变为静态力时，电荷将由于表面漏电而很快泄漏、消失;当力的方向改变时，电荷的极性随之改变;输出电压的频率与动态力的频率相同.为什么压电传感器不宜测量静态量？5.1压电式传感器5.1压电式传感器3.压电元件及等效电路天然石英晶体资源稀少，实用中多用高温烧结成的压电陶瓷将压电陶瓷片以X轴为法线的两个面安装好电极和引线就构成了压电元件。可视为两极板上聚集异性电荷，中间为绝缘体的电容器电荷源

电压源FFq电极压电晶片Cou＝q/Co等效电路为5.1压电式传感器4.结构形式两片、多片压电材料串并联组成，提高灵敏度并联接法：电容量大、时间常数大，响应慢测量缓变信号适合电荷输出串联接法：电容量小、时间常数小，响应快测量快变信号适合电压输出5.压电传感器调理电路（1）测量压电传感器电荷信号的电压放大器AAQQCRuiuiCaRaCcCiRi压电传感器电缆一般放大器简化等效电路

等效电容：等效电阻：电荷：

若作用于压电元件上的力表示为，经推导可得：

方程特解的模为：等效电容及电阻上电压为：5.1压电式传感器放大器输入端电压反应传感器信号大小电压放大器测量电路的不足在高频范围内（），有：，即：

电压放大器的输入电压受系统等效电容的影响，该电容越大，输入电压越小。在工程实际测量中，电缆电容会因电缆长度不同而不同，使得压电传感器的灵敏度成为电缆长度的函数，给测量带来不确定因素。由于电压放大器自身存在着上述电压灵敏度随频率及电缆电容变化的不足之处，因此只用于精度要求不高的测量中。在低频范围内（<<1），有：，即：

电压放大器的输入电压是频率的函数，随着频率的下降而下降。当频率等于零时，输入电压等于零，可见，压电传感器配用电压放大器时，不可以用于静态测量。5.1压电式传感器一种具有电容负反馈的、输入阻抗非常高的高增益运算放大器。输入端电压

输出端电压开环增益很大，

因为运放的输入电阻很大，并忽略传感器电阻泄漏电荷

电荷放大器能将压电传感器输出的电荷转换为电压（Q/U转换器），但并无放大电荷的作用，只是一种习惯叫法。（2）测量压电传感器电荷信号的

电荷放大器5.1压电式传感器输入端电压

可见：电荷放大器的输出电压与传感器的电荷量成正比，并且与电缆分布电容及频率无关电荷放大器的灵敏度取决于Cf——灵敏度的选择，分档切换常做高精度测量放大器下限截止频率

为保持下限频率不变Rf作用：稳定直流工作点；与cf同步变化，确保反馈电路时间常数不变。5.1压电式传感器加速度计电缆电荷放大器5.1压电式传感器电荷放大器灵敏度输入范围低通滤波5.1压电式传感器

随着集成电路技术的发展，ICP（integratedcircuitspiezoelectric）传感器得到了快速发展。

将传统的电荷放大器集成于传感器内部，所有阻抗变换和放大工作都在传感器内部完成，最后以低阻抗电压方式输出信号。

由于压电元件与放大电路距离非常近，并一同封装在金属壳体内，有效屏蔽了干扰信号，信噪比高，特别适合现场测试和在线监测。3）ICP集成放大器4mA左右恒流源给放大器供电，供电电缆同时作为信号输出线。5.1压电式传感器内装IC压电加速度传感器内装微型IC-集成电路放大器低阻抗输出，抗干扰，噪声小性能价格比高，安装方便，尤其适于多点测量稳定可靠、抗潮湿、抗粉尘、抗有害气灵敏度：100mV/g量程：50g频率范围：0.5-8000Hz（±10%)安装谐振点:30kHz分辨率：0.0002g重量：8mg线性：≤1%输出偏压：8-12VDC恒定电流：2-20mA输出阻抗：＜150Ω激励电压：18-30VDC5.1压电式传感器6压电传感器的优缺点优点它具有很高的刚度，测量过程中变形甚小，是一种近乎理想的测力元件尺寸与重量很小，可以小到只有零点几克，因而使用中对被测对象的附加质量小固有频率高，可以高达数万赫兹，线性好横向干扰小（最大不超过5%），可做成多向测力仪响应快、灵敏度高、信噪比大、结构简单、性能可靠缺点调理特殊、不宜做静态测量需经常校正灵敏度5.1压电式传感器7.压电传感器的应用压电式压力传感器12345压电转换元件传感器体弹性膜片电极引线P原理：利用正压电效应，将压力转换成电荷量实现测量测量动态力：机械结构的拉伸和压缩力5.1压电式传感器压电式加速度传感器结构敏感元件：弹簧、质量、阻尼系统转换元件：压电元件转换电路：电荷放大器、阻抗变换器S是弹簧，M是质量块，B是基座，P是压电元件，R是夹持环几种加速度传感器结构(a)中心安装压缩型(b)环形剪切型5.1压电式传感器加速度与力同时测量的复合式压电式传感器阻抗头：同时给出同一个点动态加速度和力的传感器机械阻抗：响应加速度/激振力

8770A5型阻抗头量程灵敏度频率范围加速度±5g1000mV/g1Hz~4kHz力±5Ib1000mV/Ib5.1压电式传感器压电加速度计安装螺栓安装——可测量强振动和高频率振动绝缘螺栓或者云母片绝缘相连粘结剂连结磁铁座相连——常用、较小的振动测量腊膜粘附手持探棒与振动表面接触1）应减小电缆噪声

产生原因：电缆芯与绝缘体间、金属屏蔽套与绝缘体间因滑移摩擦和分离，产生静电荷感应干扰。

减小方法：固定好传感器的引出电缆和选用低噪声电缆。2）应减小接地回路噪声

产生原因：不同电位处多点接地，形成了接地回路和回路电流。减小方法：传感器与被测对象绝缘连接，并使测试系统同一点接地。压电（陶瓷/晶体）式传感器应用时注意事项：固定电缆单点接地5.1压电式传感器5.2磁电式传感器1.磁电式传感器测量原理：利用电磁感应原理N匝线圈与磁铁相对运动、切割磁力线，感应出正比于运动速度的电压磁通Ф变化率取决于：磁场强度B——固定线圈运动速度磁路磁阻分类：1）动圈式(线圈运动)：常用于测量直线运动速度或振动速度.2）变磁阻式：常用于测量角速度或转轴转速、扭矩；当线圈匝数N、磁场强度B、磁场中的导体长度L为常数时，感应电动势与速度成正比：

1）动圈式磁电传感器工作原理特点：输出功率大，可直接放大，调理电路简单性能稳定频响10～1000Hz。一般测量直线运动速度

测角速度型

可否测量角速度？5.2磁电式传感器磁电式速度传感器动态特性下限频率受固有频率影响。为了扩大下限可测频率，固有频率应该尽可能低，但可能存在体积过大、重力场中静变形过大、易受交叉振动干扰。因此，固有频率一般取10～15Hz。上限频率受到安装频率影响。接触杆与被测物体表面的接触（安装）共振频率决定工作频率：15～1000Hz阻尼比：阻尼比（0.5-0.7），可扩展频率下限比较5.2磁电式传感器原理：永久磁铁产生确定强度的磁场，磁铁与线圈均不动，被测量使磁路磁阻变化，引起磁通变化而使线圈产生脉冲感应电势。典型代表：齿圈齿顶与极轴的间隙变化导致磁路磁阻变化。

一般测量角速度或转轴的转速缺点：

对转轴有阻力矩；低速时输出信号较小，故不适用于低转速测量。永久磁铁线圈齿圈引线间隙极轴2）变磁阻磁电式传感器工作原理5.2磁电式传感器1）通过测频测量转速的原理式中：m－轴每转一圈传感器发出信号个数T－频率计测量信号的时间间隔；N－T秒内频率计所显示的信号个数。

时基选择开关的选择原则是使频率计所显示的读数与实际转速相等。一种测量频率和时间的电子仪器——脉冲信号的调理2.转速测量中常用的数字式频率计误差：±1个字缺点：转速较低时误差较大。产生时标信号时基选择开关60控制时间被测轴转速的一般表达式为：5.2磁电式传感器2）通过测周期测量转速的原理

让被测信号来控制计数闸门的开启（如每转一个），使仪器内石英晶体振荡器所产生的高频信号进入计数器（标准信号）。

此方法可以提高低速测量精度。产生时标信号时基选择开关控制时间若显示器的读数为N，标准时间信号的周期为T0，则被测信号的周期Tx为：

被测信号的频率f为：5.2磁电式传感器转速：分类：

动圈式、变磁阻式测量电路：

动圈式输出可直接放大，变磁阻式可用数字式频率计优点：能够直接测量线速度和角速度；输出功率大，可用于远距离测量；结构简单，工作可靠。缺点：动圈式下限频率高，一般为10~15Hz；变磁阻式对转轴有阻力矩低速时输出信号较小；不宜在高温及强磁场的环境中工作。常用的直接测量位移及加速度的传感器有哪些？为什么？5.2磁电式传感器永久磁铁线圈齿圈引线间隙极轴5.2磁电式传感器3.应用磁电式速度传感器（1）绝对速度传感器-接触式组成：磁路系统、惯性质量、弹簧阻尼、线圈原理：壳体振动→磁钢随之振动→芯轴相对静止→线圈切割磁力线→线圈中感应电势感应电势E=kV，式中k取决于磁感应强度、线圈长度和匝数,V为绝对振动速度弹簧片芯轴线圈磁钢阻尼环壳体5.2磁电式传感器（2）相对速度传感器-接触式顶杆——弹簧——工作线圈——另一试件壳体——磁铁——另一试件输出电压：正比相对速度测量频率：0～1kHz1-顶杆2-限幅器3-弹簧4-永久磁铁5-工作线圈6-弹簧7-电势输出5.2磁电式传感器磁电式转速传感器原理：变磁阻输入：转轴转速输出：感应一个个电势脉冲特点：

可靠、稳定、有源传感器

不适应于低转速永久磁铁线圈齿圈引线间隙极轴5.2磁电式传感器磁电式扭矩传感器相位差与扭转角成正比，扭转角反应扭矩大小。5.3霍尔传感器1.霍尔传感器工作原理——霍尔效应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——霍尔电压

霍尔电压UH与通过电流I和磁感应强度B成正比kH是霍尔灵敏度，与霍尔元件厚度有关，d越小，就越大（薄膜霍尔元件d为1μm左右）5.3霍尔传感器2.霍尔元件

由于金属材料的霍尔效应很微弱，一般采用半导体材料

N型半导体材料：锗、硅、锑化铟、砷化铟特性尺寸小、特别是厚度很小，可以放到磁场的空隙中，因而很方便；输出灵敏度可达12mV/(mA·T)建立霍尔电势的时间极短（10-12~10–14s），高频测量应用直接测量：磁场B、电流I间接测量：位移、厚度、重量、转速5.3霍尔传感器3霍尔传感器的测量电路和误差补偿霍尔传感器的测量电路电源E给霍尔元件提供工作电流I以及磁场B

串联的电阻Rw用来调节工作电流的大小（达到规定值）RL是霍尔元件的负载电阻，通常是放大器的输入电阻或表头电阻。

UH是输出电压

5.3霍尔传感器霍尔元件的误差补偿实际使用中，影响霍尔元件精度的主要因素是：不等位电动势：当霍尔元件的工作电流为I，磁场强度为0时，测得的霍尔电动势并不为0。温度误差：霍尔电动势大小随温度发生变化。5.3霍尔传感器（1）不等电位误差原因及解决办法不等位电动势产生的原因（制造工艺和材料）霍尔电极安装位置不对称或不在同一等电位面上（b、d）半导体材料电阻率不均匀或几何尺寸不均匀激励电极接触不良造成激励电流不均匀分布电极不对称

电桥等效电路补偿办法在电阻值较大处并联调节电阻并联相邻的调节电阻增加电路对称性5.3霍尔传感器（2）温度误差产生原因及补偿办法温度误差原因半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数随温度变化。对于正温度效应的霍尔原件，温度升高引起霍尔元件输入电阻增大，使控制电流变化造成误差。

补偿办法选择温度系数小的霍尔元件采用恒流源减小元件内阻随温度变化引起的工作电流变化在电流端并联分流电阻5.3霍尔传感器4应用开关型霍尔传感器原理在传感器内用稀土磁钢给霍尔器件建立初始磁场传感器前面有铁磁物体时，引起该磁场发生变化霍尔器件检测、转换成一个交变信号，内置电路进行放大、整形，输出应用：测量转速、流速、位置等5.3霍尔传感器测转速、流速对转轴有无阻力矩？1输入轴；2转盘；

3小磁铁；4霍尔传感器为什么多个磁极？测流速测转速5.3霍尔传感器测位置——发动机曲轴位置检测飞轮上有12个槽，4个槽为一组，分为三组，每组相隔120°，每组中的每个槽也相隔20°飞轮上每组槽通过霍尔传感器时，传感器将产生四个脉冲信号每组信号可被用来确定两缸活塞的位置，控制喷油和点火

软磁铁片4上下移动，控制流经霍尔板的磁通量，目的是度量软磁铁片的位置。检测霍尔电压的电子线路只产生0V和12V两个高低电平。霍尔效应钢丝断丝检测装置1—钢丝绳2—霍尔元件3—永久磁铁5.3霍尔传感器霍尔式损伤检测结构：永久磁铁+钢丝绳+霍尔元件原理：钢丝绳中的断丝会改变永久磁铁产生的磁场霍尔元件检测磁场变化，产生一个脉动电压信号——断丝根数及断丝位置还有什么方法可测裂纹？霍尔式位移传感器

当通入电流i于导线ab中，由霍尔效应分析可知，霍尔元件左半产生的霍尔电势VH1和右半产生的霍尔电势VH2方向相反。当霍尔元件相对于磁极有位移时，c、d两端输出电压差(VH1-VH2)

正比于位移大小。适于测量微位移和机械振动。i5.3霍尔传感器霍尔传感器特性归纳：（1）一般为半导体材料。由于纯金属中自由电子浓度过高，霍尔效应很微弱，不具有实用价值，所以霍尔元件常用的是各种半导体材料。（2）尺寸小、特别是厚度很小（薄膜霍尔元件d为1μm左右），可以放到磁场的空隙中，因而很方便；材料的厚度越小，KH就越大，则灵敏度就越大。（3）输出信号大，灵敏度可达12mV/mA-T。（如外加磁场是o.1T，控制电流若为20mA，则霍尔电压可达24mV。)（4）输出电阻小，只有0.5_100欧姆；（5）建立霍尔电势的时间极短（10-12_10–14s），因此所测外界信号频率可以很高，频率可以从直流到兆赫。缺点：灵敏度受温度影响较大，使用中必须采取措施减小温度误差。5.3霍尔传感器5.4热电偶传感器1.热电偶测温原理：热电效应当不同材料的两导体Ａ和Ｂ的两个结点处温度不同时，则回路中产生热电势热电偶的热电势是由接触电势和温差电势两部分组成：接触电势：接触点电子密度不相同而形成的电位差eAB

(t)温差电势：金属导体两端温度不同而产生的热电势eA(t,t0)——等温时为零导体A导体B高温端t低温端t0一般来讲，温差电势远远小于接触电势，则回路热电势可简化为：K和e分别为波兹曼常数和电子电量；

NA和NB分别为导体A、B的自由电子密度。AEA(T0,T1)＝0T0T11）均质导体定律:

在用同一种均质材料组成的回路中，不论材料的截面积是否一致，无论各处的温度分布如何，该回路中的总热电势等于零。

推论：

(1)若要构成一热电偶，必须采用两种不同性质的材料。

(2)由同一种材料组成的闭合回路存在温差时，若回路中产生热电势便说明该材料是不均匀的。此定律可作为检验材质均匀性的原则。2.热电偶测温基本定律5.4热电偶传感器T0EB(T,T0)EA(T,T0)CTABT0EAB(T)ECA(T0)EBC(T0)2）中间金属定律:

在热电偶回路中加入第三种导体，只要其两端温度相同，热电偶产生的热电势保持不变。不受第三金属接入的影响。由此定律可得出如下结论：

(1)

可以在热电偶回路中接入仪表（仪表接线处温度相同），以便检测热电势的大小从而测出温度。

(2)任何金属A或B对另一种金属C的热电势为已知，则该两种金属组成的热电偶的热电势为它们对金属C热电势的代数和。即：因此可以简化热电偶的选配工作。该两点温度相同5.4热电偶传感器应用：开路热电偶

只要A、B电极接入处温度一致，任意焊接、任意连接工作端t参考端t0金属壁面工作端t参考端t0液态金属热电偶与电测显示装置连接的两种基本电路.5.4热电偶传感器工作端t参考端t0工作端t参考端t0温度相同T03）中间温度定律:

热电偶在接点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在接点温度为T、Tn和Tn、T0时相应的热电势的代数和，即由中间温度定律可进行温差测量：只要分别知道T与Tn温度相对于参比温度T0下的电势，则对应于T和Tn温差下的热电势便为已知。TT0TnABBATT0BA5.4热电偶传感器材料选定之后，热电势的大小仅与两端温度差有关---非线性关系。

如果固定一个端点温度T0，则热电势就建立了与测量温度T有关的对应关系。分度表：

材料选定、T0固定，将E——T关系列成专门表格，叫做热电偶分度表。特点：

1）不同材料组成的热电偶具有不同的分度表。

2）不同的冷端（自由端）温度T0具有不同的分度表。通常取T0

为0℃，对于低温热电偶T0

为0K

。

3）分度表是由大量科学实验总结出来的。3.温度与电势之间关系——分度表5.4热电偶传感器工作端温度℃0102030405060708090

E(mV)00.0000.0560.1130.1730.2350.2990.3640.4310.5000.571

1000.6430.7170.7920.8690.9461.0251.1061.1871.2691.352

2001.4361.5211.6071.6931.7301.8671.9552.0442.1342.224

3002.3152.4072.4982.5912.6842.7772.8712.9653.0603.156

4003.2503.3463.4413.5383.6343.7313.8283.9254.0234.121

5004.2204.3184.4184.5174.6174.7174.8174.9185.0195.121

6005.2225.3245.4275.5305.6335.7355.8395.9436.0466.151

7006.2566.3616.4666.5726.6776.7846.8916.9997.1057.213

8007.3227.4307.5397.6487.7577.8677.9788.0888.1998.310

9008.4218.5348.6468.7588.8718.9859.0989.2129.3269.441

10009.5569.6719.7879.90210.01910.13610.25210.37010.48810.605

表

铂铑-铂热电偶分度表（自由端温度为0℃）例如：5.4热电偶传感器5.4热电偶传感器4.热电偶冷端温度补偿冷端（参考/比端、自由端）——t0热电偶热电势的大小不仅与工作端温度有关，而且与冷端温度有关只有当冷端温度不变时，热电势才是热端温度的单值函数保证冷端温度不变的温度补偿1)定点法——冰浴法把冷端置于恒温器中，使其维持在一恒定温度下，最常用冰槽精度很高，比较麻烦，仅限于实验室用mVABA’B’TCC’仪表铜导线试管补偿导线热电偶冰点槽冰水溶液T05.4热电偶传感器2)冷端温度修正法——查表补偿法根据中间温度定律，在环境温度Tn下：EAB（T,0）=EAB（T,Tn）+EAB（Tn,0）实际测量的热电势是EAB（T,Tn）,查表得出EAB（Tn,0）后，即可根据公式求得所需要的EAB（T,0），从而查表得到待测温度T。BBA

Tn

T

0AABe(t,0℃)=e(t,t0)+△e5.4热电偶传感器5.4热电偶传感器3)补偿电桥法——在热电偶回路中串联一电势U=e(t0,0)原理：电桥输出与环境温度（冷端）变化成正比，补偿环境温度对热电偶的影响在0ºC时，电桥平衡，输出为U=0如果环境温度上升，热电偶输出热电势数值要降低电桥中桥臂电阻Rcu随温度上升而增大，使电桥输出电压增加，它与前者迭加可起到补偿作用eUt0t0tbdaR1cRsRCuteR3R25.4热电偶传感器5.热电势的测量方法1）动圈式仪表测量热电势由热电偶、补偿电路、外电路可调电阻和动圈仪表组成；用调整电阻调节外线路电阻达到规定的15Ω

则可从仪表直接读出热电势值由于内阻会造成电压降，影响精度，用于精度要求不高的工业测量场合。动圈式仪表实际上是测量电流的仪表。不仅可以与热电偶配接，还可与热电阻、霍尔传感器配接。5.4热电偶传感器2）直流电位差计测量热电势借用天平零示值称重原理设定标准电势：电阻R已知；规定流经其上的电流I（可通过RJ使其达到规定值）；则在R上电压降可以确定。

5.4热电偶传感器6.热电偶分类热电偶材料性能要求：物理化学性能稳定、电阻温度系数小、机械性能好、灵敏度高、复现性好、线性关系等热电偶分类按热电势的性能可分为：常用热电偶和特殊热电偶按其适应的温度范围不同可分为：高、中温热电偶和低温热电偶按其结构型式不同可分为：铠装式、插入式和裸线式热电偶

一般热电偶的灵敏度随温度降低而明显下降，这是热电偶进行低温测量的主要困难。热电偶结构5.4热电偶传感器5.4热电偶传感器常用热电偶分类及其性能名称特点测温范围灵敏度铂铑－铂热电偶——中高温度计物理化学性能稳定，测量精度高，常用于精密温度测量和作为基准温度计使用300℃~1300℃室温下6uV/℃镍铬－镍硅热电偶——中高温度计化学性能很稳定，灵敏度高、成本低，价格低廉100℃~1000℃室温下41uV/℃镍铬－康铜热电偶——中低温温度计综合了镍铬－镍硅热电偶和铜－康铜热电偶的一些优点——灵敏度高、价格便宜液氮温区80K～500℃室温下70uV/℃铜－康铜热电偶——中低温温度计性能稳定，复现性好，而且价格便宜80K～室温室温下40uV/℃镍铬－金铁热电偶——中低温温度计稳定性好，热导率低，适合于低温测量1K～30K1K下10uV/℃5.4热电偶传感器归纳热电偶特点：弱信号：～mv非线性热惯性：接近于一阶惯性环节热电偶优点：结构简单、制作方便、价格低廉、测温范围宽（1K到3000K）测温精确度较高，高温特性好流体、固体及表面温度均可用它测量微型热电偶可用于快速及动态温度测量热电偶缺点：需要恒定的冷端温度1.原理：红外辐射(热电式或光电式：光-热-电）红外线辐射的峰值点随着物体温度的降低而转向波长较长的一边；绝对温度2000K以下（低温和常温）的光谱曲线峰值点对应的波长为红外线。因此，红外线测试技术得到广泛的应用。

任何物体的温度高于绝对零度以上时，都会因自身的分子运动而向外辐射能量。物体温度愈高，则辐射到空间去的能量愈多。普朗克定律辐射强度与波长及温度之间的关系人体会发出红外波吗？5.5红外探测器红外线是其中之一,波长在0.76～100μm2.红外探测器分类：（1）热探测器——热电效应：

热探测器吸收红外辐射后产生温升，伴随发生某些物理性能的变化。

测量这些物理性能的变化就可以测量出它吸收的能量或功率。

分为：热敏电阻、热电偶型、气动型、热释电型（2）光子探测器——光电效应：

基于半导体材料的光电效应。利用入射光子直接与束缚电子相互作用。

分为：光电、光电导及光生伏打等探测器。5.5红外探测器5.5红外探测器（1）热探测器：1)热电偶型：多对热电偶串连相接——热电堆辐射能→红外辐射透镜→热端材料：银─铋、锰─康铜；或镀膜和光刻技术制造薄膜热电堆（锑─铋）热电偶冷端置于环境温度下热端涂上黑层置于辐射中5.5红外探测器2)气动型——吸收红外辐射后，气室的气体温度升高、体积增大、

柔镜凸起柔性镜移动→光栅图像－栅状光栏相对位移→改变光量→光电管该探测器光谱响应波段很宽：从可见光到微波（不局限于红外波）响应时间为15ms用于实验室内，作为其他红外器件的标定基准红外辐射透镜透红外窗口吸收薄膜气室柔镜可见光源光栅光栅图像反射镜反射镜光电管透镜5.5红外探测器

铁电体绝缘电阻负载入射到结内的光子产生电子空穴对

5.5红外探测器

光子探测器5.5红外探测器3.红外探测器性能比较性能热