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敏感元件
閱讀�6545時間�2022-05-16 15:48:29

    敏感元件指能夠靈敏地感受被測變量并做出響�(yīng)的元�。是傳感�中能直接感受被測量的部分�

基本介紹

    敏感元件指能夠靈敏地感受被測變量并做出響�(yīng)的元件引。是傳感器中能直接感受被測量的部��

    它是傳感器的重要組成部分,下一�(huán)節(jié)是轉(zhuǎn)化元��

    能敏銳地感受某種物理、化�(xué)、生物的信息并將其轉(zhuǎn)�?yōu)殡娦畔⒌奶胤N電子元件�

    有些傳感�,它的敏感元件與轉(zhuǎn)化元件合并在一�.例如,半導(dǎo)體氣�,濕度傳感器等.

    不同的傳感器,它的敏感元件是不同的.例如,�(yīng)變式壓力傳感�,它的敏感元件是一個彈性膜�.


特種

    能敏銳地感受某種物理、化�(xué)、生物的信息并將其轉(zhuǎn)�?yōu)殡娦畔⒌奶胤N電子元件。這種元件通常是利用材料的某種敏感效應(yīng)制成的。敏感元件可以按輸入的物理量來命�,如熱敏(見熱敏電阻器)、光�、(電)壓敏、(壓)力敏、磁�、氣�、濕敏元件。在電子�(shè)備中采用敏感元件來感知外界的信息,可以達(dá)到或人類感覺器官的功能。敏感元件是傳感器的核心元件。隨著電子計算機和信息技�(shù)的迅速發(fā)展,敏感元件的重要性日益增��

種類

    緩變型跟突變�

    敏感元件按輸入與輸出�(guān)系可歸納為兩類:一類是緩變型,另一類是突變�。前者的輸出信號在一較寬的范圍內(nèi)隨輸入信號的增大而逐漸增加或減�(�1曲線1�2),后者在輸入信號的某個很窄的范圍�(nèi)有突變反�(yīng),在此范圍外變化較�(�1曲線3�4)。對敏感元件的基本要求是:靈敏度、穩(wěn)定性和可靠性高,互換性和生產(chǎn)重復(fù)性好,在某些情況下還要求有高的響�(yīng)速率�


代表類型

    光敏電阻�

    電阻值隨入射光(一般指可見光)強弱而變化的敏感元件。通常入射光增強時,電阻值下�。光敏電阻器對入射光的響�(yīng)與光的波長和所用材料有�(guān)。制造光敏電阻器的材料主要是鎘的化合物,如硫化鎘、硒化鎘和兩者的共晶體──硫硒化鎘。其次還有鍺、硅、硫化鋅�。光敏電阻器用于光強控制、光-電自動控制、光-電開�(guān)、光-電計�(shù)、光-電安全保護(hù)和煙霧報警器等方��

    力敏元件

    電參�(shù)隨外界壓力改變而變化的敏感元件。力敏元件種類繁多,如電阻式、電容式、壓電式等。常見的是金屬應(yīng)變計和半�(dǎo)體應(yīng)變計。金屬應(yīng)變計是受外力的作用使金屬箔和金屬絲伸長或縮短,使電阻值發(fā)生變化來完成信息�(zhuǎn)換功能的。應(yīng)變材料多采用�、鎳等金屬和合金。半�(dǎo)體應(yīng)變計是利用半�(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)制成�。圖2表示N型硅的電阻值隨壓強的變化。由�2可見,在壓強約為20吉帕以下�,N型硅的電阻值隨壓強的變化呈線�。利用這一線性段可制成半�(dǎo)體應(yīng)變計。半�(dǎo)體應(yīng)變計又可分為體型和擴(kuò)散型兩種。擴(kuò)散型半導(dǎo)體應(yīng)變計利用半導(dǎo)體平面工藝制�,性能,具有很大的�(fā)展前途�

    敏感元件

    力敏元件的基本參�(shù)為靈敏度,即電阻值的相對變化量與�(yīng)變量的比�。金屬應(yīng)變計的靈敏系�(shù)�2�3,而半�(dǎo)體應(yīng)變計的靈敏系�(shù)�20�200。力敏元件可用來測量壓力、位移、扭�、加速度、氣�、氣體流量等力學(xué)��

    磁敏元件

    一種磁電轉(zhuǎn)換元件,包括霍爾元件、磁阻元�、磁敏二極管、磁敏晶體管�。霍爾元件也稱為霍爾�(fā)生器,是利用霍爾效應(yīng)制成的半�(dǎo)體器�?;魻栐拇澎`敏度用某一給定控制電流條件下的霍爾電壓與磁感應(yīng)強度的比值為單位。磁阻元件是利用半導(dǎo)體材料的磁阻效應(yīng)工作�。它的磁靈敏度稱為磁阻系�(shù),即磁阻元件在某一磁場強度下的電阻值與零磁場時電阻值之�。利用磁場為媒介,磁敏元件可用于測量位移、振�、壓力、角�、轉(zhuǎn)�(shù)、速度、加速度、流�、電�、電功率等物理量�

    氣敏元件

    電參�(shù)隨外界氣體種類和濃度變化而變化的敏感元件。氣敏元件的氣敏效應(yīng)機理尚處于探索階�。一般認(rèn)�,氣體的吸附和解吸會�(dǎo)致半�(dǎo)體表面能帶結(jié)�(gòu)的畸�,使宏觀電阻值發(fā)生變化。半�(dǎo)體氣敏元件靈敏度�、結(jié)�(gòu)簡單、使用方便、價格低�,自60年代問世以來�(fā)展迅速。許多氧化物材料如ZnO、SnO2、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO等都有氣敏效�(yīng)。一般常用的氣敏材料有SnO2和ZnO,它們的檢測靈敏度和溫度有關(guān)。氣敏元件的主要�(yīng)用領(lǐng)域在防災(zāi)報警、防止公�、檢測計量等方面�

    濕敏元件

    電參�(shù)隨環(huán)境濕度變化而變化的敏感元件。濕敏元件包括電解質(zhì)濕敏元件、有機高分子膜濕敏元件、金屬氧化物濕敏元件和陶瓷濕敏元件等。濕敏電阻器的靈敏度以相對濕度變�1%時的電阻值變化率來表示。多�(shù)濕敏電阻器的電阻值隨濕度增加而減�,這類濕敏電阻器稱為負(fù)特性濕敏電阻器。也有少�(shù)濕敏電阻器的電阻值隨濕度增加而增加。濕敏元件主要用于濕度測量和控制,按測濕范圍可分為高濕型、低濕型、全濕型三類。它在氣�、食品、紡�、輕工部門和環(huán)境空�(diào)、倉庫�(shè)施中獲得廣泛的應(yīng)��


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