ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.03.2020
Просмотров: 223
Скачиваний: 4
.1 Некоторые физические явления, реализуемые в датчиках.
Датчик, реализующий термоэлектрический эффект термопара, содержит два проводника с различной химической природы. Их спаи, находящиеся при температурах Т1 и Т2, являются местом возникновения температурной Э.Д.С. Температурная Э.Д.С. пропорциональна измеряемой температуре Т1, когда температура Т2 известна (соответствующий нерабочий спай термопары помещен в среду с постоянной температурой, равной, например, 0°С).
В датчике с пироэлектрическим эффектом определенные кристаллы, называемые пироэлектриками (например, триглицин-сульфата), испытывают спонтанную электрическую поляризацию, зависящую от их температуры, и на двух противолежащих поверхностях появляются электрические заряды противоположных знаков, пропорциональные этой поляризации. Поглощенный кристаллом поток излучения приводит к росту его температуры и к соответствующему изменению поляризации, которое измеряется по изменению напряжения на зажимах конденсатора.
В датчике с пьезоэлектрическим эффектом изменение механического напряжения в кристалле пьезоэлектрика, например кварца, приводит к деформации, вызывающей появление на противолежащих поверхностях кристалла одинаковых по величине электрических зарядов противоположного знака. Таким образом, измерение силы или приводимых к ней величин (давление, ускорение) осуществляется измерением напряжения между зажимами пьезоэлектрика.
В датчике, использующем явление электромагнитной индукции, при перемещении проводника в постоянном электромагнитном поле возникает Э.Д.С., пропорциональная магнитному потоку и, следовательно, скорости его перемещения. Аналогичным образом, когда замкнутый контур подвергается воздействию переменного магнитного потока при перемещении в поле самого контура или источника поля (например магнита), индуцированная в контуре Э.Д.С. равна по величине (и противоположна по знаку) скорости изменения магнитного потока. Таким образом, измерение Э.Д.С. электромагнитной индукции позволяет определить скорость перемещения объекта, механически связанного с подвижным элементом подобного датчика.
В датчиках используются и фотоэлектрические эффекты, различные по своим проявлениям, но объединенные общей причиной их возникновения—освобождением электрических зарядов в веществе под действием светового или, в более общем смысле, электромагнитного излучения, длина волны которого меньше некоторого порогового значения, являющегося характеристикой чувствительного материала.
Вакуумный фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Освобожденные в нем фотоэлектроны покидают освещенный фотокатод и образуют пропорциональный освещенности ток, текущий к аноду под действием приложенного электрического поля.
Полупроводниковый фотодиод с внутренним фотоэффектом. Электроны и дырки, освобожденные в окрестностях освещенного рn перехода в полупроводнике, перемещаясь под действием электрического поля, вызывают изменение напряжения на границах полупроводника.
Датчик на основе фотоэлектромагнитного эффекта. Приложение магнитного поля, перпендикулярного падающему излучению, вызывает в освещенном полупроводнике появление электрического напряжения в направлении по нормали к полю и падающему излучению.
Фотоэлектрические эффекты являются основой фотометрии и обеспечивают передачу информации, носителем которой является свет.
Датчик на основе эффекта Холла. При пропускании электрического тока через образец (пластину) полупроводника, находящийся в однородном магнитном поле, в направлении, перпендикулярном полю, возникает Э.Д.С. Датчик Холла используют для измерения перемещений объектов, а также величин, преобразуемых в перемещения, например давления. Постоянный магнит датчика механически связывают с объектом, и при смещении магнита пропорционально изменяется выходное напряжение датчика (ток при этом постоянен).
