《传感器原理及应用》课程PPT教学课件（现代传感技术）第1讲 综述

现代传感技术 ◆教材:> ◆学时:32 ◆内容:第一章~第八章 ◆重点:了解和掌握现代新型传感器的原理 及技术

现代传感技术 教材:> 学时:32 内容:第一章~第八章 重点:了解和掌握现代新型传感器的原理 及技术

课程地位 1.信号与图像处理 2智能仪表 3控制原理与方法 4传感器与检测技术 \常规传感器:温度,压力,量等」 特殊传感器红外超声波等 现代传感器:最新技术

课程地位: 1.信号与图像处理 2.智能仪表 3.控制原理与方法 4.传感器与检测技术 常规传感器: 温度,压力,流量等 特殊传感器:红外,超声波等 现代传感器:最新技术

第一章综述 第一节新型传感效应 按物理量划分: 1光效应 2磁效应 3力效应 4化学效应 5生物效应

第一章 综述 第一节 新型传感效应 按物理量划分: 1.光效应 2.磁效应 3.力效应 4.化学效应 5.生物效应

光效应 1光电导效应 在光辐射作用下材料的电导率变化 hy 图1-1光电导效应

一、光效应 1.光电导效应 在光辐射作用下,材料的电导率变化

◆特点:外加电压应用于光敏电阻 ◆光电导材料本征型和掺杂型 外加电场 E △E E 图12两种类型光敏电阻能带图 a)本征型光电导材料b)掺杂型光电导材料

特点:外加电压,应用于光敏电阻. 光电导材料:本征型和掺杂型

◆光电流:Lp=SgEU=gpU(1-10) E一光照度;9p-光电导;S-光电导灵敏 度 考虑暗电流I则流过光电导器件电流: I=Ip+ld=gpU+gdU(1-2) 900 600 2004006008001000 E/lx 图1-3光电流-照度特性曲线

光电流: Ip=SgEU=gpU (1-10) E —光照度;gp—光电导;Sg—光电导灵敏 度 考虑暗电流Id,则流过光电导器件电流: I=Ip+Id=gpU+gdU (1-2)

2.PN结光伏效应 ◆PN结受到光照射光子能量大于禁带宽 度时,产生电子空穴对在内电场作用下 按一定方向运动从而形成与内电场相反 的开路光生电压Uoc称光生伏特效应 l1·电子 °空穴 R bD 图1-4光照PN结原理及其等效电路 a)工作原理b)等效电路

2.P-N结光伏效应 P-N结受到光照射,光子能量大于禁带宽 度时,产生电子-空穴对,在内电场作用下 按一定方向运动,从而形成与内电场相反 的开路光生电压UOC,称光生伏特效应

相关公式 正向电流:LD=I(eq(K-1)(1-3) 负载电流L=Lp=sE[E:I(equm-1) (1-4) RL断开时,开路电压 UOCN KT/gIn(sEE/Io(1-5) RL=0时短路电流: ISC=IP=SEE (1-6)

相关公式: 正向电流:ID=I0(eqU/(KT)-1) (1-3) 负载电流:IL=IP-ID=SE[E- I0(eqU/(KT)-1)] (1-4) RL断开时,开路电压: UOC≈(KT/q)ln(SEE/I0) (1-5) RL=0时,短路电流: ISC=IP=SEE (1-6)

应用:光敏二极管、三级管和硅光电池。 IIHA lc/mA JIHAI Uro, CC2/ CC3 Un 反向偏压形o E=0 U/V U E 增 大 反向电流 一E1 6<E2“E CA R=O RLI 图1-5三种光电管的伏安特性 a)负载PN结伏安特性b)光敏三极管伏安特性c)硅光电池

应用:光敏二极管、三级管和硅光电池

3科顿( Cotton)效应 在直线偏振光入射并透过时会产生a角 的偏转现象称为科顿效应 ◆旋光性物质:使左、右旋圆偏振光传输速 度不同。 ~中1φ2rd(n-n2) 2

3.科顿(Cotton)效应 在直线偏振光入射并透过时,会产生α角 的偏转现象称为科顿效应. 旋光性物质:使左、右旋圆偏振光传输速 度不同。 φ1- φ2 πd(n1-n2) α=——— = ————— 2 λ