传感器基本知识点整理(一)
光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类，而内光电效应又可分为光电导效应和光生伏特效应。所谓的外光电效应是指：在光的照射下，物体内的电子逸出物体表面而产生光电子发射的现象。根据外光电效应制成的器件有光电管，光电倍增管等。
而（半导体的）内光电效应是指：光照射在光敏材料上，材料中处于价带的电子吸收光子的能量后，通过禁带跃迁至导带，使导带内电子浓度和价带内空穴增多，即激发出电子空穴对，从而使半导体材料的电阻率发生变化或产生光生电动势的现象。
1.光电导效应。当入射光子射入到半导体表面时，半导体吸收入射的光子产生电子空穴对，使其自身电导率发生变化的现象（光敏电阻、光电二极管、光电三极管）。
2.光生伏特效应。光照射引起PN结两端产生电动势（光电池）。
红限频率：产生光电效应所需照射光的最低频率叫做红限频率（又称截止频率）。
逸出功：电子克服原子核的束缚，从材料表面逸出所需的最小能量，称为逸出功。
爱因斯坦光电效应方程：光子能量=移出一个电子所需的能量(逸出功)+被发射的电子的动能。其数学表达式为：Ek=hν-Wo(其中，Ek 表示逸出的光电子所具有的动能，普朗克常量 h =6.626×10ˉ34 J·s，ν 表示入射光的频率，Wo表示逸出功 ）。
所谓热电效应，就是两种不同材料的导体（或半导体）组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电动势的现象。
热电效应产生的电动势包括接触电动势和温差电动势。
接触电动势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。其数值取决于两种不同导体的材料特性和接触点的温度。
温差电动势是同一导体的两端因其温度不同而产生的一种电动势。其产生的机理为：高温端的电子能量要比低温端的电子能量大，从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果高温端因失去电子而带正电，低温端因获得多余的电子而带负电，在导体两端便形成温差电动势。
中间导体定律：在热电偶回路中接如第三种材料的导体（传感器引出）时，只要其两端温度相等，总回路电势不变。
参考电极定律(标准电极定律)：设结点温度为T、T0，则用导体A、B组成的热电偶产生的热电势等于导体A、C组成的热电偶和导体C、B组成的热电偶产生的热电势的代数和。
中间温度定律：结点温度为(T、T0)时的热电势等于该热电耦在结点温度为(T、Tn)和(Tn、T0)时相应热电势的代数和。
常用冷段处理及补偿方法：冰点槽法、计算修正法、补正系数法、零点迁移法、冷端补偿器法、软件处理法。
利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数L和互感系数M的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。
电感式传感器分为自感式和互感式两大类。自感式传感器有变气隙型、螺管型和差动型三种。差动式变压器测量电路有差动整流电路和相敏检波电路。
传感器静态特性的主要有：线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、漂移(温漂和零点飘移)等。
1、线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。
2、灵敏度：是指传感器输出的变化量与引起该输出变化量的输入变化量的比值。
3、重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度，且越大越好。
4、分辨力：当传感器的输入从非零值缓慢增加时，在超过某一增量后输出发生可观测的变化，这个输入增量称传感器的分辨力，即最小输入增量。
5、迟滞性：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。
6、漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
7、阈值：当传感器的输入从零值开始缓慢增加时，在达到某一值后输出发生可观测的变化，这个输入值称传感器的阈值电压。
某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现符号相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。
当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。
纵向压电效应：是指对于压电效应材料来讲，沿电轴(x轴）方向施加压力产生的压电效应。
横向压电效应：沿机械轴(y轴)方向的力作用下产生电荷的压电效应。
电阻应变片是用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。其电阻的相对变化率为∆R/R=Ks*ε。其中，Ks为材料的应变灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为应变，为无量纲。横向应变量εr=-με(纵向应变量)。
(未完)
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