光敏電阻傳感器

　　光敏電阻傳感器結構

　　光敏電阻傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現控制的，它的基本結構包括光源，光學通路和光電元件三部分，它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。

　　由于光敏電阻傳感器是一種依靠被測物與光電元件和光源之間的關系，來達到測量目的的，因此光敏電阻傳感器的光源扮演著很重要的角色，光敏電阻傳感器的電源要是一個恒光源，電源穩定性的設計至關重要，電源的穩定性直接影響到測量的準確性，常用光源有以下幾種：

　　發光二極管 是一種把電能轉變成光能的半導體器件。它具有體積小、功耗低、壽命長、響應快、機械強度高等優點，并能和集成電路相匹配。因此，廣泛地用于計算機、儀器儀表和自動控制設備中。

　　絲燈泡， 這是一種最常用的光源，它具有豐富的紅外線。如果選用的光電元件對紅外光敏感，構成傳感器時可加濾色片將鎢絲燈泡的可見光濾除，而僅用它的紅外線做光源，這樣，可有效防止其他光線的干擾。

　　光敏電阻傳感器工作原理

　　由于光敏電池即使在強光照射下，最大輸出電壓也僅0.6V，還不能使下一級晶體管有較大的電流輸出，故必須加正向偏壓，為了減小晶體管基極電路阻抗變化，盡量降低光電池在無光照時承受的反向偏壓，可在光電池兩端并聯一個電阻。或者利用鍺［注1］二極管產生的正向壓降和光電池受到光照時產生的電壓疊加，使硅管e、b極間電壓大于0.7V，而導通工作。

　　半導體光電元件的光電轉換電路也可以使用集成運算放大器。硅光敏二極管通過集成運放可得到較大輸出幅度，當光照產生的光電流為時，輸出電壓為了保證光敏二極管處于反向偏置，在它的正極要加一個負電壓，由于光電池的短路電流和光照成線性關系，因此將它接在運放的正、反相輸入端之間，利用這兩端電位差接近于零的 特點，可以得到較好的效果。

　　光敏電阻傳感器特性及應用

　　隨著科學技術的發展人們對測量精度有了更高的要求，這就促使光電傳感器不得不隨著時代步伐而更新，改善光電傳感器性能的主要手段就是應用新材料、新技術制造性能更優越的光電元件。例如今天光電傳感器的雛形，是一種小的金屬圓柱形設備，發射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上在金屬圓筒內有一個小的白熾燈作為光源的一種堅固的白熾燈傳感器。由于這種傳感器存在各種缺陷，逐漸在測量領域銷聲匿跡。到了光纖出現，因為它的各種優越的性能，于是出現了光纖與傳感器配套使用的無源元件，另外光纖不受任何電磁信號的干擾，并且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。正是因為這樣，光電傳感器具有其他傳感器所不能取代優越性，因此它發展前景非常好，應用也會越來越廣泛。

　　熱敏電阻傳感器

　　熱敏電阻傳感器結構

　　普通型熱電阻由感溫元件（金屬電阻絲）、支架、引出線、保護套管及接線盒等基本部分組成。為避免電感分量，熱電阻絲常采用雙線并繞，制成無感電阻。

　　熱敏電阻傳感器工作原理

　　在金屬中，載流子［注2］為自由電子，當溫度升高時，雖然自由電子數目基本不變（當溫度變化范圍不是很大時），但每個自由電子的動能將增加，因而在一定的電場作用下，要使這些雜亂無章的電子作定向運動就會遇到更大的阻力，導致金屬電阻值隨溫度的升高而增加。熱電阻就要是利用電阻隨溫度升高而增大這一特性來測量溫度的。

　　熱敏電阻是一種新型的半導體測溫元件。半導體中參加導電的是載流子，由于半導體中載流子的數目遠比金屬中的自由電子數目少得多，所以它的電阻率大。隨溫度的升高，半導體中更多的價電子受熱激發躍遷到較高能級而產生新的電子—空穴［注3］對，因而參加到電的載流子數目增加了，半導體的電阻率也就降低了（電導率增加）。因為載流子數目隨溫度上升按指數規律增加，所以半導體的電阻率也就隨溫度上升按指數規律下降。熱敏電阻正是利用半導體這種載流子數隨溫度變化而變化的特性制成的一種溫度敏感元件。當溫度變化1℃時，某些半導體熱敏電阻的阻值變化將達到（3～6）%。在一定條件下，根據測量熱敏電阻值的變化得到溫度的變化。

　　熱敏電阻傳感器特性及應用

　　熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。主要用途有測溫、溫度補償、過熱保護、液面的測量。

　　在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。熱電阻傳感器具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃～+500℃范圍內的溫度。