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【传感器技术分析(六)】
时间:2012-08-23

1.什么是金属导体的“热电势效应”?金属导体产生接触电动势的原因和条件是什么?
(1)具有热学现象和电学现象相互关系的效应称为热电效应,又称温差效应。
(2)所以金属导体都具有自由电子,而不同的金属材料中的自由电子的浓度不同。当两种不同性质的导体接触时,在接触面上因自由电子浓度不同而发生电子扩散。导致在接触面上便形成电场,而该电场将阻碍扩散作用进一步的进行,当扩散作用和阻碍作用相等时,接触面上的自由电子的扩散便达到了动态平衡,这种动态平衡下则两种导体之间便产生了一定的接触电势,称作帕尔贴电势。
(3)其条件:两种不同性质的金属导体接触;不同的自由电子密度。
2.试分析磁敏二极管和磁敏三极管的工作原理。
(1)磁敏二极管采用电子与空穴双重注入效应以及复合效应原理工作的。在磁场作用下,两效应是相乘的,再加上正反锁作用,磁敏二极管具有很高的灵敏度(为一般霍尔器件的100倍左右)。由于磁敏二极管在正反磁场作用下,其输出信号增量方向不同,因此可以利用它判别磁场方向。
(2)磁敏三极管在正反磁场作用下,会引起集电极电流明显变化。这样就可以利用磁场方向控制集电极电流的增加或减少,用磁场的强弱控制集电极电流的变化量。
3.什么叫应变效应?产生应变效应的原因?
(1)导体或半导体材料在受到外界力(拉力或压力)作业时,产生机械变形,导致材料的电阻值发生变化,这种因形变而使其电阻值发生变化的现象称为应变效应。
(2)因为导体和半导体的电阻(R=pl/A)与电阻率(p)及其几何尺寸(长度l,截面积A)有关,当导体或半导体受到外力作用时,这三者都会发生变化,所以引起电阻值的变化。
4.试说明霍尔系数的物理意义?RH=-1/(n*q)=V*d/I*108cm3/轮,单位磁感应强度对单位电流强度所能产生的最大霍尔电场强度。
5、从爱因斯坦光电方程式可得出那些结论?
爱因斯坦光电方程:hv=1/2MV*V+A。式中:M为电子质量,V:为电子逸出速度.
(1)当入射光的频谱成分不变时,产生的光电流与光强成正比。
(2)为了使光电流为零,必须加负的截止电压,而且截止电压与入射光的频率成正比。
(3)光电子能否产生取决于光子能量能否大于该物质的表面逸出功A。
6.什么叫光电效应?光电效应有哪几种?什么叫外光电效应,内光电效应,光电导效应,光生伏特效应?光生伏特效应又有哪几种?
(1)光生伏特效应分为四种:侧向光电效应,光电磁效应,贝克勒尔效应,PN结光生伏特效应。
(2)光电效应是指物体吸取光能后,转换为该物质中某些电子的能量而产生的电效应。
(3)(a)在光的作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象叫做外光电效应.(b)在光线作用下,物质吸取入射光子的能量,在物质内部激发载流子,但这些载流子留在物质内部,而使其电导性或物质内部的电荷分布发生变化的现象称为内光电效应。(c)当光照射到物体,物体吸取光子的能量,使其内部载流子被激发而导致材料电导率增大,电阻值下降的现象称为光电导效应。(d)在光作用下能使物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。
(4)分为四种:外光电效应,内光电效应,光电导效应,光生伏特效应。
7、使用电容传感器应注意什么问题?为什么?
答、使用电容传感器时不要随便改变其引线电缆的长度。因为引线电缆的电感与引线电缆长度有关。改变了引线电缆长度,就改变了引线的电感,而传感器的等效电容及灵敏度等都与引线电感有关,这样就会使测量不准。如果实在要改变引线电缆的长度,则在改变电缆长度以后,要重新投正传感器的灵敏度。
8、什么叫传感器?它由几部分组成?其作用及相互关系怎样?
答、传感器的定义为:能感受规定的被测量并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。简单的说,能把被测非电量信息转换成电信号输出的器件或装置称为传感器。传感器一般有传感元件、敏感元件、辅助电源和测量电路四部分组成。
(1) 传感元件:应变式压力传感器中应变片就是传感元件。它的作用是将弹性膜片的形变(2) 敏感元件:应变式压力传感器中弹性膜片就是敏感元件,它的作用是将压力转换为弹性膜片变形。
(3) 辅助电源:其作用是为传感元件和测量电路供给能源。
组成传感器的四部分的相互关系是:敏感元件像触泵,直接感受被测量非电量;传感元件是核心,它把非电量信号转换为电信号;测量电路负责把传感元件输出的电信号转换成有用的信号;辅助电源补充能量。
(4) 测量电路:其作用是将信号进行调节与转换,或将电阻、电容、电感等电参数转换为电流、电压,或频率输出或将小信号调节为大信号。

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