传感器工作的物理基本定律础的基本定律主要有哪些类型

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-26 07:53 标签： 高二物理电荷库仑定律
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传感器技术习题及答案
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传感器工作的物理基础有四种类型
    
之所以具有能量信息转换的机能，在于它的工作机理是基于各种物理的、化学的和生物的效应并受相应的定律和法则所支配，了解这些定律和法则有助于我们对传感器本质的理解和对新效应传感器的开发。
作为传感器工作物理基础的基本定律大致有以下四种类型：
1)守恒定律：包括能量，动量、电荷量等守恒定律。这些定律，是我们探索，研制新型传感器时或在分析、综合现有传感器时，都必须严格遵守的基本法则。
2)场的定律：包括动力场的运动定律、电磁场的感应定律等，其作用与物体在空间的位置及分布状态有关。一般可由物理方程给出，这些方程可作为许多传感器工作的数学模型。例如：利用静电场定律研制的电容式传感器，利用电磁感应定律研制的电感(自感或互感)式传感器，利用运动定律与电磁感应定律研制的电动式传惑器等等。利用场的定律构成的传感器，可统称为 结构型传感器 。
3)物质定律：它是表示各种物质本身内在性质的定律(如虎克定律、欧姆定律等)，通常以这种物质所固有的物理常数加以描述。因此，这些常数的大小决定着传感器的主要性能。如：利用半导体物质法则的压阻、热阻、光阻，湿阻等效应，可分别做成压敏，热敏，光敏，湿敏等器件，利用压电晶体物质法则 压电效应，可制成压电传感器等等。这种基于物质定律的传感器，可统称为 物性型传感器 。这是当代传感器技术领域中具有广阔发展前景的传感器。
4)统计法则：它是把微观系统与宏观系统联系起来的物理法则。这些法则，常常与传感器的工作状态有关，它是分析某些传感器的理论基础。这方面的研究尚待进一步深入。
收录时间:日 03:06:38 来源:未知 作者:匿名
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传感器 凡是利用一定的物性(物理、化学、生物)法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件和装置均可称为传感器；传感器又被称为变换器、转换器、检测器、敏感元件、换能器和一次仪表等。传感器具有以下作用与功能：1、测量与数据采集；2、检测与控制作用；3、诊断与监测作用；4、辅助观测仪器；5、资源探测与环境保护；6、医疗卫生和家用电器；传感器的基本组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还加上辅助电源。1、力学量传感器：光电式位移、位置传感器；光纤陀螺是光纤自身传感器的一种，与激光陀螺相比，光纤陀螺灵敏度高，体积小，成本低，可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性导航系统。2、热学量传感器：光纤温度传感器；一类是利用光导纤维本身具有的敏感功能而使光纤起温度测量作用，同时利用光纤的特性将温度信号以光的形式传输，该类型属于功能型光纤温度传感器；另一类是光导纤维仅起传输光波的作用，感温功能必须由在光纤端面加装其他敏感元件来完成，属于传输型光纤温度传感器。光纤温度传感器具有测量精度高、抗电磁干扰、安全防爆、可绕性好等特点。目前光纤温度传感器具体可分为晶体光纤温度传感器、半导体吸收光纤温度传感器、双折射光纤温度传感器、光路遮断式光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、Fabry-Rerot标准器光纤温度传感器、辐射式光纤温度传感器和分布参数式光纤温度传感器等。3、
流体量传感器
： 光纤传感器流量计：光纤传感器涡轮流量计；液位传感器：一：浮力式液位传感器(恒浮力式、变浮力式；)二：吹气式液位传感器；三：电容式液位传感器；四：压力传感器式液位计；五：超声波式液位传感器；六：放射线式液位传感器；七：雷达式液位计；光纤液位传感器：图1为光纤液位传感器的原理示意图。 &4、光学量传感器：光纤传感器；近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤传感器凭借着其大量的优点已经成为传感器家族的后起之秀，它凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用，并且在各种不同的测量中发挥着自己独到的作用，成为传感器家族中不可缺少的一员。光纤传感器与传统的各类传感器相比有一系列独特的优点：用光纤传输光信号,能量损失极小；灵敏度高；抗电磁干扰和原子辐射的性能；防噪声、无电火花、无短路负载；光纤具有化学性质稳定及径细、质软、重量轻的机械性能；电绝缘性好、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能；防爆、光路有可挠性，以及便于与计算机联接，便于与光纤传输系统组成遥测网络等；还有结构简单、体积小、重量轻、耗电少等。它能够在人达不到的地方(如高温区)，或者对人有害的地区(如核辐射区)，起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。光纤传感器一般可分为两大类：一类是功能型传感器，是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，所以又叫传感型光纤传感器；另一类是非功能型传感器，利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，传输来自远处或难以接近场所的光信号，因此，也称做传光型传感器或混合型传感器。根据对光进行调制的手段不同，光纤传感器有强度(振幅)调制、相位调制、频率调制、偏振调制、波长调制等不同工作原理的光纤传感器。光纤传感器可以探测的物理量很多，按照被测对象的不同，光纤传感器又可以分为声场、电场、磁场、位移、压力、温度、流量、角速度、速度、加速度、振动、转动、弯曲、应变、电压、电流、化学量、生物医学量等各种光纤传感器，还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里，在强电磁干扰和高电压的环境里，光纤传感器都显示出了独特的能力。目前光纤传感器已经有70多种，大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。 5、电量传感器：光纤电量传感器；6、磁学量传感器；7、声学量传感器；光纤声传感器就是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时，就会产生微弯曲，而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波，它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲，通过弯曲就能够得到声音的强弱。8、化学量传感器：光纤化学传感器；利用化学发光、生物发光以及光敏器件与光导纤维技术制作传感器，特别是光导纤维传感器及以光导纤维为基础的各种探针技术，具有响应速度快、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、体积小，可应用于其他传感器无法工作的恶劣环境等特点。光纤化学传感器可分为两种基本类型：光导型和化学型。光电检测器件可采用光电倍增管(PMT)、PIN光电二极管(PIN-FET)、雪崩光电二极管、光电二极管等。9、生物传感器：光纤型酶传感器；10、仿生及机器人传感器；11、生态环境传感器：光纤传感器；&&当前页面：&&&&&温度传感器的种类有哪些，如何选择?
温度传感器的种类有哪些，如何选择?
摘要：温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。
　　温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下，相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。　　按接触方式来划分，可以分为2大类：　　1、接触式温度传感器　　2、非接触式温度传感器　　接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度，特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够大。　　非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线，从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量;不会干扰被测对象的温度场;连续测量不会产生消耗;反应快等。　　此外，还有微波测温温度传感器、噪声测温温度传感器、温度图测温温度传感器、热流计、射流测温计、核磁共振测温计、穆斯保尔效应测温计、约瑟夫逊效应测温计、低温超导转换测温计、光纤温度传感器等。这些温度传感器有的已获得应用，有的尚在研制中。　　(一)接触式温度传感器　　1.常用热电阻　　范围：-260～+850℃;精度：0.001℃。改进后可连续工作2000h，失效率小于1%，使用期为10年。　　2.管缆热电阻 测温范围为-20～+500℃，最高上限为1000℃，精度为0.5级。　　3.陶瓷热电阻 测量范围为–200～+500℃，精度为0.3、0.15级。　　4.超低温热电阻 两种碳电阻，可分别测量–268.8～253℃-272.9～272.99℃的温度。　　5.热敏电阻器 适于在高灵敏度的微小温度测量场合使用。经济性好、价格便宜。　　(二)非接触式温度传感　　l.辐射高温计 用来测量 1000℃以上高温。分四种：光学高温计、比色高温计、辐射高温计和光电高温计。　　2.光谱高温计 前苏联研制的YCI—I型自动测温通用光谱高温计,其测量范围为400～6000℃,它是采用电子化自动跟踪系统,保证有足够准确的精度进行自动测量。　　3.超声波温度传感器 特点是响应快(约为10ms左右)，方向性强。目前国外有可测到5000℉的产品。　　4.激光温度传感器 适用于远程和特殊环境下的温度测量。如NBS公司用氦氖激光源的激光做光反射计可测很高的温度，精度为1%。美国麻省理工学院正在研制一种激光温度计，最高温度可达8000℃，专门用于核聚变研究。瑞士Browa Borer研究中心用激光温度传感器可测几千开(K)的高温。　　温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种，现代的温度传感器外形非常得小，这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中，也为我们的生活提供了无数的便利和功能，请您在选用和购买中按照自己需要的参数进行购买。
审核编辑(王静)
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