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不同形式的光敏电阻式传感器

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:光敏电阻式传感器的传感元件有半导体光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管等不同的形式。

不同形式的光敏电阻式传感器

除了电位计式传感器电阻应变式传感器及热敏电阻式传感器外,电阻类传感器还有磁敏电阻式、湿敏电阻式、光敏电阻式等多种形式,这些电阻类传感器在汽车上也有应用。

1.磁敏电阻式传感器

磁敏电阻式传感器利用了传感元件在磁场力的作用下其电阻会发生变化的特性,用于测量位移、角度、转速、电量、磁场强度等。磁敏元件有半导体和铁磁材料两种。

(1)半导体磁敏元件

半导体磁敏元件的电阻变化原理是:元件在磁场中受洛伦兹力的作用,使一些载流子发生偏转而呈现出电阻的变化,电阻变化的大小与磁场的强度与方向有关。

(2)铁磁材料磁敏元件

铁磁材料在磁场中被磁化后,其导电能力随磁化强度与方向而变,当磁化方向平行于电流的流向时,其电阻值最大;垂直于电流流向时,电阻值最小。

2.湿敏电阻式传感器

湿敏电阻式传感器的传感元件具有电阻随湿度的变化而变化的特性,用于空气湿度的测量与监控。(www.xing528.com)

湿敏电阻式传感器的湿敏元件利用了敏感材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化的特性,常用的湿敏元件有氯化锂湿敏元件、半导体陶瓷湿敏元件、热敏电阻湿敏元件、高分子膜湿敏元件等。

3.光敏电阻式传感器

光敏电阻式传感器的传感元件其电阻会随光照度的变化而改变,利用这一特性,可用于测量光照度、转速及其他相关的物理量。

光敏电阻式传感器的传感元件有半导体光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管等不同的形式。光敏电阻利用半导体元件受光后空穴与电子(光生载流子)数量的变化,使其导电能力产生相应的改变;光敏二极管则是利用了二极管反向电阻随光照度改变的特性,其原理与光敏电阻相似,差别在于光敏二极管有PN结;光敏晶体管原理与光敏二极管相似,由于有两个PN结,可像普通晶体管那样具有电流放大的作用。

4.气敏电阻式传感器

气敏电阻传感器是利用半导体气敏元件接触某些气体时其电阻会发生变化的特性,用来检测特定气体的成分或者测量气体的浓度。

气敏电阻传感器常用的气敏半导体材料有氧化锡(SnO2)、氧化锰(MnO2)、氧化铁、氧化镍等金属氧化物。在正常情况下,这些气敏材料处于氧离子缺位(N型半导体)的状态,当它们遇到了电离能较小且易于失去电子的可燃性气体分子(如氧、氢、一氧化碳、烷、醚、醇、苯以及天然气、沼气等)时,电子就会从气体分子向半导体迁移,使半导体的载流子数量增加,电导率增加。如果是P型半导体,其晶格处于阳离子缺位状态,因而在遇到敏感气体分子时,其电阻值会增大。

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