Главная Физические и химические датчики



Таблица 2. Классификация температурных датчиков и диапазон их применения

принцип действия

термометр на основе измерения давления герметизированных паров или газов

тепловое расширение

изменение электрического сопротивленир

генерация термо-эдс

изменение магнитной проницаемости

изменение электрической емкости

явления в голупроводниках

тепловое излучение

изменение частоты

изменение цвета

Тип датчика (примеры)

ртутный термометр

биметаллический датчик

термометр сопротивления платиновый

терморезистор с отрицательной характеристикой

терморезистор с положительной характеристикой

1ерморезистор с критичной характеристикой

термопара хромель-алюмель

полупроводниковый (hgcdte) элемент

термочувствительный феррит

термочувствительный конденсатор

диод,транзистор

тиристор

интегральная схема

инфракрасный детектор пироэлектрического типа

кварцевый резонатор

термочувствительная краска

Диапазон измеряамых температур, "С -273 О 500 1000 1500

тепловые шумы [платиновьт провод

деформация, разрушение

плавкий предохранитель

ч2 1

120 160

Рис. 5- Характеристики различных терморезисторов

f - положительная; 2 - отрицательная; 3 - критичная

рис. 5 показана зависимость сопротивления от температуры для каждого вида терморезистора. Обычно сопротивление под влиянием температуры изменяется довольно резко. Для расширения линейного участка этого изменения параллельно и последовательно терморезистору присоединяются постоянные резисторы.

Термопары особенно широко применяются в области измерений. В них используется эффект Зеебека: в спае из разнородных металлов возникает

ЭДС, приблизительно пропорциональная разности температур между самим спаем и его выводами. Диапазон измеряемых термопарой температур зависит от применяемых металлов. В термочувствительных ферритах и конденсаторах используется влияние температуры соответственно на магнитную и диэлектрическую проницаемость, начиная с некоторого значения, которое называется температурой Кюри и для конкретного датчика зависит от применяемых в нем материалов. Термочувствительные диоды и тиристоры относятся к полупроводниковым датчикам, в которых используется температурная зависимость проводимости р-«-перехода (обычно на кристалле кремния). В последнее время практическое применение нашли так называемые интегральные температурные датчики, представляющие собой термочувствительный диод на одном кристалле с периферийными схемами, например усилителем и др.

Оптические датчики. Подобно температурным оптические датчики отличаются большим разнообразием и массовостью применения. Как видно из табл. 3, по принципу оптико-электрического преобразования эти датчики можно разделить на четыре типа: на основе эффектов



Таблица 3. Классификация оптических датчиков

Ilimimiin

OIITIIKO ?ЛС.Т-РММСКО! о

iipcofifin-on;)-ния

Оспошгог

Испо-цичтс-

Рабочая об.-iacTb

спектра

Достоинства и особенности

Фоюэлект-

Фотоэлемент электровакуумный

Высокая чувствительность, высокая скорость отклика, возможность счета фотоимпульсов

рпиная лииссия

Фотоэлектронный умно-жпте„аь

Высокая чувствительность, хорошее отношение сигнал-нгум, бoJIЬшoй выходной сигнал, возможность счета фотоимпульсов, быстрый отклик

Фогоприом-ные

Ф()1()11)0В0-

дпмость

Фоторсзис-гор

Высокая чувствительность, малые габариты, малая стоимость, максимальная чувствительность CdS на волне 520 пм

<1>о1огаль-ИсШичсскиП )фек1

Фотообна-ружепие

Одиночны ii элемент

Ультрафиолетовая

Фотодиод, чувствительный к УФ-лу-чам

Малые габариты, твердотельная конструкция, не требуется источника электрического питания

Видимая

Фотодиод,

чувствительный к видимой области спектра

Не требуется источника электрического питания

То же, со встроенной схемой усилителя

Широкий динамический диапазон, значительный выходной сигнал, в фотокамере используется логарифмичность характеристики

Фотпприрм иыс

Фотодиод, чувствительный к ближней инфракрасной области спектра

Малые габариты, низкая стоимость, твердотельная конструкция, простота согласования с транзисторами, не требуется источника электрического питания

Ближняя инфракрасная

То же, мало-инерционный

Малые габариты и быстрота отклика, особенно у РШ-дио-дов

Фототранзистор

Мощный выходной сигнал, малая стоимость, хорошее согласование с транзисторами



продолжение табл. 3

1 ipiiiimiii

отпко-эликт-

piFHCFCOro

iipioGpanona-мия

Основное li;i:ni;i4(4lllC

Исполнение

РмГю чая область спектр;!

1 ип

Достопиства и особенности

Одиночный

Ближняя инфракрасная

Фоготирис-тор

Возможность управления большими токами, удобство использования в высоковольтных схемах

элемент

Фототнрис-тор со встроенной схемой усилителя

Высокая чувствительность, возмолность управления большими токами

Фотоп рием

(11отпгаль-

в.тический 3(j)(jjeKT

Фоюобиа-

Многоэлементный лпнепный прибор

Линейка фотодиодов

Возможны различные фото-приемные поверхности, встроенная схема развертки

ружепие

Линейка фотодиодов с автоматической разверткой

Большой выходной сигнал в режиме накопления, возможность реализации с большим числом элементов

Многоэле-ментнып прибор-матрица

Датчик изображения с автоматической-разверткой (МОП-. ППЗ-, и ПЗС-матрицы)

Простота объединения матрицы элементов с коммутирующей схемой, схемой развертки, регистрами передачи и др.

11ироэлект-рический Э(})фект

Получение электроэнергии

Фотообнаружение

Комбини1ю-ваппые

Одиночный элемент

Инфракрасная

Солнечная батарея

Область применения - от искусственных спутников Земли до обычных источников электроэнергии, высокая эффективность, долговечность

Солнечная батарея для бытовых приборов

Инфракрасный датчик пироэлектрического типа

Оптрон

Достаточно нескольких последовательно соединенных элементов для получения 2,1- 5,6 В, возможно присоединение резисторов н диодов для ограничения обратного тока, а также ИС для предотвращения перегрузок

Не требуется охлаждения, а также источника электрического смещения

Комбинация фотоприемника с оптическим излучателем; обеспечение полной электрической развязки, возможность работы с аналоговыми сигналами

Фотопреры-натель

Комбинация фотоприемннка с оптическим излучателем; открытый фотовход позволяет обнаруживать предмет на оптическом пути излучателя



0 1 [2] 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17


0.0279