《光電傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《光電傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

光電傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計 系別 自動化工程系 班級 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 XX年1月 光電傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計 一、設(shè)計目的 1、了解光電式傳感技術(shù)的基本原理，掌握光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻、光電池傳感器等的結(jié)構(gòu)、原理、特性及使用注意事項。掌握光電效應(yīng)的概念。 2、了解各種光電元件的性能參數(shù)指標及一些其他特性。 3、掌握數(shù)字光照度計的使用方法。 4、了解典型傳感器的技術(shù)指標，重點掌握傳感器的設(shè)計要求。 5、掌握正確調(diào)試電路的方法。 6、掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，利用開放式傳感器實驗箱更具體的了解光電傳感器的工作原理和應(yīng)用，學(xué)會簡單傳感器控制電路的實驗調(diào)試和整機指標測試方法，提高動手能力。 7、掌握基本的傳感器設(shè)計方法，進一步了解常規(guī)敏感元器件的工作原理和特性， 二、設(shè)計任務(wù)及要求 1. 測量光照強度與電壓的關(guān)系并作出正確的曲線及圖表。 2. 根據(jù)所提供的設(shè)備，正確選擇傳感器、相關(guān)元件。 計算機、LabVIEW虛擬儀器軟件和DRLAB快速可重組綜合實驗臺為必選設(shè)備； 傳感器的范圍已經(jīng)給定，選擇正確傳感器并寫出選擇依據(jù)、其他元件可根據(jù)自己需求自行選擇； 盡量寫出其他可以實現(xiàn)測量目的的其他相關(guān)傳感器。 3. 論述基本原理，并畫出相關(guān)電路圖。 論述本次設(shè)計中所設(shè)計到的所有相關(guān)知識概念及原理； 電路圖參考教材電路自己設(shè)計。 4. 按照電路原理圖在開放式傳感器實驗箱中搭建電路。 在調(diào)試電路時注意各元件的性能參數(shù)指標，避免損壞。 光電傳感器在不同的光強不同的溫度下所對應(yīng)的電阻值均不相同，不同的環(huán)境下所得到的結(jié)果差別較大，但對結(jié)果進行分析得出的特性與光電傳感器特性相一致，因所處環(huán)境的差別本結(jié)果僅作為參考。 硬件調(diào)試中注意將光電傳感器靠近光源，將光照度計靠近光電傳感器，操作的正確性可以有效減小誤差。 注意遮蔽周圍環(huán)境的強光，特別是在日光燈下進行操作時要小心謹慎。 5. 參考已完成的腳本，使用LabVIEW來設(shè)計光電傳感器虛擬儀器，包括前后面板。 腳本中的控件自己任意選擇（注意：不能和已完成的腳本完全一樣）。腳本中應(yīng)注出自己與合作者的姓名、班級等信息。 6. 軟硬件結(jié)合驗證，并調(diào)試，直到測試正確。 給出測量的結(jié)果和分析，包括數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表格和曲線關(guān)系等。 三、選擇的儀器和設(shè)備 1. 計算機 。 2. LabVIEW虛擬儀器軟件 ，使用的是LabVIEW 8.2.1。 LabVIEW虛擬儀器軟件：（1）它是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。（2）LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標準的庫函數(shù)。這是一個功能強大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。（3）LabVIEW是NI推出的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件，它們能夠以其直觀簡便的編程方式、眾多的源碼級的設(shè)備驅(qū)動程序、多種多樣的分析和表達功能支持，為用戶快捷地構(gòu)筑自己在實際生產(chǎn)中所需要的儀器系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。（4）LabVIEW應(yīng)用程序，即虛擬儀器（VI），它包括前面板（front panel）、流程圖（block diagram）以及圖標/連結(jié)器(icon/connector)三部分。（5）LabVIEW程序又稱為虛擬儀器，它的表現(xiàn)形式和功能類似于實際的儀器；但LabVIEW程序很容易改變設(shè)置和功能。因此，LabVIEW特別適用于實驗室、多品種小批量的生產(chǎn)線等需要經(jīng)常改變儀器和設(shè)備的參數(shù)和功能的場合，及對信號進行分析研究、傳輸?shù)葓龊稀? 3. DRLAB快速可重組綜合實驗臺。 4. 開放式傳感器實驗箱。采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 5. 光敏三極管。 光敏三極管又稱為光電三極管、光電晶體管，其結(jié)構(gòu)與普通三極管相似，都具有電流放大作用，只是基極電流不僅受基極電壓控制，還受光照的控制。光敏三極管工作時各極所加電壓與普通三極管相同，集電結(jié)反向偏置，發(fā)射結(jié)正向偏置，及集電極接正電壓，其發(fā)射極接負電壓。光照射發(fā)射結(jié)產(chǎn)生的光電流，相當于基極電流，因此集電極電流是光電流的β倍。當光照射時，在集電結(jié)附近產(chǎn)生光生電子——空穴對，載流子在內(nèi)建電場作用下，電子流向集電極，空穴流向基極，相當于外界向基極注入了控制電流。而基極、集電極、發(fā)射極又構(gòu)成一個具有放大作用的三極管，完成光電流的放大。光敏三極管的基本特性包括光譜特性、伏安特性、光照特性、溫度特性和響應(yīng)特性等。光譜特性是指在入射光照度一定時，輸出的光電流隨光波波長的變化而變化；伏安特性顯示出光敏管的光電效應(yīng)性質(zhì)，因為在無偏壓時，光敏三極管仍有光電流輸出，它在不同照度下的輸出特性和普通三極管在不同基極電流時的輸出特性一樣；光照特性顯示了光敏三極管的光電流與照度的關(guān)系；溫度特性對其輸出電流影響較小，但對暗電流影響卻十分明顯；響應(yīng)速度比光敏二極管慢得多。 6. 電阻、光源、跳線等。 四、總體設(shè)計 （一）設(shè)計方案 1. 傳感器的選擇：光敏三極管（光電傳感器），如圖1-1、1-2、1-3所示。 圖 1-1 光敏三極管 圖 1-2 光敏三極管簡單等效電路圖 圖 1-3 光敏三極管電路圖 光敏三極管是光電轉(zhuǎn)化半導(dǎo)體器件，具有NPN或PNP結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體管。為適應(yīng)光電轉(zhuǎn)換的要求，它的基區(qū)面積做得較大，發(fā)射區(qū)面積做的較小，入射光主要被基區(qū)吸收。和光敏二極管一樣，管子的芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內(nèi)，當光照射時，光線通過透鏡集中照射在芯片上。它的發(fā)射結(jié)與光敏二極管一樣具有光敏特性。它的集電結(jié)與普通晶體管一樣，可以獲得電流增益。光照射發(fā)射結(jié)產(chǎn)生的光電流相當于基極電流，因此集電極電流是光電流的倍，所以光敏三極管比光敏二極管有更高的靈敏度，但噪聲也比光敏二極管大。在結(jié)構(gòu)上，為了保證入射光可靠地作用于發(fā)射結(jié)，基區(qū)面積做得較大，發(fā)射區(qū)面積做的較小。將光敏三極管接在電路中時，它的集電極接正電壓，發(fā)射機接負電壓。光敏三極管與光敏電阻器相比具有靈敏度高、高頻性能好、可靠性好、體積小、使用方便等優(yōu)點。 2. 硬件實現(xiàn)：光敏三極管有一個對光敏感的PN結(jié)作為感光面，一般用集電結(jié)作為受光結(jié)，因此通過給光敏三極管不同的光照強度體現(xiàn)出其和電壓的關(guān)系。 3. 軟件實現(xiàn)：應(yīng)用LabVIEW編寫實驗?zāi)_本。 4. 設(shè)計整體驗證：通過新編寫的軟件與硬件及電路元件等相結(jié)合，測試驗證是否可運行、是否出正確的波形、正確顯示光照強度和電壓的關(guān)系。 （二）基本原理 光敏三極管的等效電路如圖1-4，當有光照射到基區(qū)時，激發(fā)產(chǎn)生的電子--空穴對增加了少數(shù)載流子的濃度，使集電結(jié)反向飽和電流大大增加，這就是光敏三極管集電結(jié)的光生電流。該電流注入發(fā)射結(jié)進行放大，成為光敏三極管集電極與發(fā)射極間電流，它就是光敏三極管的光電流。光敏三極管使用時，其基極通常開路，基極—集電極產(chǎn)生的光感生電流直接饋入基極，并被三極管放大，因此光敏三極管比光敏二極管具有更高的靈敏度。一般光敏三極管只引出E、C倆個電極，其光電特性是非線性的，廣泛應(yīng)用于光電自動控制領(lǐng)域。 圖1-4 光敏三極管等效電路圖 五、具體步驟 （一）硬件實現(xiàn)步驟 1、準備相應(yīng)的硬件設(shè)備，包括傳感器和其它元器件。 在實驗電路板上搭建好電路，按圖1-5的電路圖，并仔細檢查接線；可參考接線圖1-6； 在硬件實現(xiàn)過程中，需要注意如下：實驗時連接電路前必須正確辨認出三極管的三個引腳（電源、地、信號），光敏三極管如果引腳連接錯誤極易燒壞。實驗中注意遮蔽周圍壞境的強光，特別是在日光燈下進行實驗時要小心謹慎。 圖 1-5 光敏三極管的光測量實驗原理圖 圖 1-6 電路連接圖 （二）軟件實現(xiàn)步驟 1、在桌面上運行LabVIEW主程序圖標,或在“開始”程序中運行快捷方式進入LabVIEW工作平面， 如圖1-7所示。 圖1-7 LabVIEW工作平面 2、點擊選項，或者點擊文件—>**VI，如圖1-8所示。 圖 1-8 **VI 3、彈出前面板和程序框圖，如圖 1-9、1-10所示. 圖 1-9 前面板 圖1-10 程序框圖 4、在設(shè)計虛擬儀器界面前，需要對所設(shè)計的系統(tǒng)有完整的了解，知道其需要用到的VI，針對此個光敏三極管測電壓系統(tǒng)的設(shè)計，，需要兩個數(shù)值輸入控件分別控制采集芯片的采樣頻率和采樣長度，需要一個數(shù)值顯示控件顯示測出的電壓值，需要一個布爾開關(guān)來控制界面腳本的運行與停止，需要一個波形圖顯示控件來實時顯示信號波形，最后需要找個一個**運行；找到需要的所有控件，并將其置于前面板上，右鍵點擊前面板彈出控件選板，點擊數(shù)值控件->點擊數(shù)值輸入控件，如圖1-11所示。 圖 1-11 選擇數(shù)值輸入控件 5、選擇數(shù)值輸入控件后，界面如圖1-12。 圖 1-12 添加有數(shù)值輸入控件的界面 6、如步驟5所示再次添加一個數(shù)值輸入控件(另一個類型的)，如圖 1-13 所示。 圖 1-13 再次添加有數(shù)值輸入控件的界面 這倆個數(shù)值輸入控件用于表示此程序中規(guī)定的數(shù)值，是固定值。 7、將這兩個數(shù)值輸入控件的標簽分別改成其對應(yīng)控制的內(nèi)容，以方便系統(tǒng)設(shè)計和原理程序框圖的連接，雙擊“數(shù)值”和“數(shù)值2”，分別將其更改為“采樣頻率”和“采樣長度”，如圖1-14所示。 圖 1-14 更改標簽后的界面 8、右鍵點擊前面板彈出控制面板，點擊數(shù)值控件中的數(shù)值顯示控件，同上幾步添加控件，如圖1-15，并將標簽更改為電壓值。 圖 1-15 添加數(shù)值顯示控件后的界面 該數(shù)值顯示控件用于顯示當前狀態(tài)下所需要的值，是測量值。 9、右鍵點擊前面板彈出控件選板，點擊布爾控件，點擊開關(guān)按鈕，如圖 1-16所示。 圖 1-16 點擊布爾控件 10、（布爾控件中各控件的作用基本一致，可依據(jù)個人喜好來選擇）選擇開關(guān)按鈕后，將其置于合適的位置，如圖1-17所示。 圖 1-17 選擇開關(guān)按鈕 開關(guān)按鈕用于控制程序。開是程序運行，關(guān)時程序停止。 11、右鍵點擊前面板彈出控件選板，點擊圖形控件->點擊波形圖，如圖1-18所示。 圖 1-18所示 波形圖選擇 12、選擇波形圖后（波形圖根據(jù)實際需要來選擇），將其置于合適的位置，如圖1-19所示。 圖1-19 添加波形圖控件后的界面 波形圖控件用于顯示程序運行狀態(tài)下當前波形的顯示。 13、修改波形圖控件的名字及屬性等，如圖 1-20所示。 圖 1-20 修改屬性等后的界面 14、右鍵點擊前面板彈出控制面板，點擊數(shù)組、矩陣中的數(shù)組，如圖1-21。 圖 1-21 選擇數(shù)組控件 15、選擇數(shù)組控件放在合適的位置,修改屬性后界面如圖1-22所示； 圖 1-22所示 添加數(shù)組控件后的界面 數(shù)組控件用于存放程序中的**。 16、在數(shù)組控件上添加一個開關(guān)，起到**選擇的作用，在本實驗中我們采用3**信號采集，如圖1-23所示。 圖 1-23 添加**后的界面 添加一個開關(guān)后。整個可用于**選擇。如多個**需在運行時打開**。 17、最后整理初步完成的前面板，發(fā)現(xiàn)可以讓這個程序測量更多值，所以再在前面板上添加一個數(shù)值控件中的時間標識顯示，選擇數(shù)值控件中的時間標識顯示控件，如圖1-24所示 圖 1-24 選擇時間標識顯示 18、將時間標識顯示控件放置在前面板上，如圖1-25所示 圖 1-25 放置時間標識顯示控件 該時間標識顯示控件用于顯示當前時間，和表功能一樣。 19、在前面板再添加一個指示燈，如圖1-26所示 圖 1-26 選擇指示燈控件 20、將指示燈放置在前面板，初步完成前面板，如圖1-27所示 圖 1-27 初步完成的前面板 該指示燈用于顯示當前運行情況，若運行則亮顯示開，若關(guān)斷則不亮顯示關(guān)。 21、在前面板上按住CTRL+E或者點擊窗口->選擇顯示程序框圖激活程序框圖界面， 如圖1-28所示 圖 1-28 程序框圖界面 22、右擊程序框圖界面彈出函數(shù)選板，點擊選擇VI,如圖1-29所示。 圖 1-29 函數(shù)選板 23、選擇下拉菜單中，選擇 VI 選項，如圖1-30所示。 圖 1-30 選擇子VI 24、在對話框中選擇“getUSBAdwave111”，如圖1-31所示。 圖 1-31 選擇虛擬采集芯片 25、點擊確定，將虛擬采集芯片放置到程序框圖上，如圖1-32所示。 圖 1-32 放置虛擬采集芯片 虛擬采集芯片用于和其他器件相連，包括**、采樣頻率、采樣長度和返回值等。 26、右擊程序框圖界面彈出函數(shù)選板，點擊express-信息分析中的統(tǒng)計選項，并將該器件放置于程序框圖中，如圖 1-33所示。 圖 1-33 放置統(tǒng)計控件 該統(tǒng)計控件用于返回波形中第一個信號的選中參數(shù)。 27、右擊程序框圖界面彈出函數(shù)選板，點擊express-信號操作的選擇信號，并將該器件放置于程序框圖中，如圖 1-34所示。 圖 1-34 放置選擇信號控件 選擇信號用于接受多個信號作為輸入，只返回用戶選中的信號。用戶可指定輸出中包含的信號，也可改變輸入信號的順序。 28、右擊程序框圖界面彈出函數(shù)選板，點擊express-信號操作的合并信號，并將該器件放置于程序框圖中，如圖 1-35所示。 圖 1-35 放置合并信號 合并信號用于將兩個或多個信號合并到一個信號輸入端。 29、右擊程序框圖界面彈出函數(shù)選板，點擊express-信號操作的轉(zhuǎn)換至動態(tài)，并修改屬性，將該器件放置于程序框圖中，如圖1-36所示。 圖 1-36 放置轉(zhuǎn)換至動態(tài) 轉(zhuǎn)換至動態(tài)控件用于連接數(shù)組與動態(tài)數(shù)據(jù)類型。 30、調(diào)整各控件的布局以方便連線，將輸入數(shù)值控件和布爾開關(guān)分別連接到虛擬采集芯片對應(yīng)的連接處，將虛擬采集芯片的三**輸出連接到波形圖（默認下通過三**來采集實際的信號），如圖1-37所示。 圖 1-37 布局連線 31、右擊程序框圖界面彈出函數(shù)選板，點擊布爾控件->選擇真常量，如圖1-38所示。 圖 1-38 選擇布爾控件——真常量 32、將真常量控件置于合適位置并將其連接到虛擬采集芯片的三**輸入上，以激活虛擬采集芯片的三**數(shù)據(jù)采集功能，如圖1-39所示。 圖 1-39 連接真常量控件 33、右鍵點擊時間標識，選擇定時選板中的獲取時間/日期，如圖1-40所示。 圖 1-40 選取獲取時間/日期選項界面 34、將獲取時間/日期控件放置，并將其和時間標識連線，如圖 1-41所示。 圖 1-41 放置獲取時間/日期控件 獲取時間/日期控件用于顯示當前時間。 32、最終前面板和流程圖框, 如圖1-42、1-43。 圖 1-42 最終前面板 圖 1-43 最終程序框圖 33、至此，實際信號的采集、波形顯示全部完成，為測量出光照對光敏三極管的電壓影響需要對采集到的信號進行分析計算。 （三）設(shè)計整體驗證 1、安裝好燈泡，打開光照度計，把照度計探頭放在光敏電阻附近，調(diào)整光源、光敏三極管和照度計探頭位置； 2、依次打開試驗箱電源開關(guān)、電路板電源開關(guān)； 3、本實驗創(chuàng)意在于添加了一個指示燈，用于提示次程序是否處于運行中，當程序運行時該控件為亮綠色顯示開，當程序不運行時為墨綠色顯示關(guān)，可以很好的辨識程序的運行情況；另一個創(chuàng)意在于添加了一個日期/時間顯示裝置，程序框圖面板需要一個當前時間和該控件相連才能體現(xiàn)作用，當該程序連接好后，程序開始運行時此控件顯示當前時間并一直運行，和鐘表功能一樣，如圖1-44所示為程序未運行時，日期/時間的顯示，顯示自己設(shè)定的時間，自己設(shè)定的時間是XX年1月15的上午8：00：00.000在此控件的設(shè)置屬性中有默認時間和群定時間范圍等選項需要自行修改。 圖 1-44 顯示未運行時設(shè)定的時間標識 4、在腳本界面中，點擊連續(xù)運行按鈕，點擊開關(guān)按鈕。此時，觀察實驗運行情況，如圖1-45所示，此時時間顯示為16：46：45，電壓值為-39.857mv。 圖 1-45實驗運行情況 5、通過長時間光照，改變電壓值及光照值，再次觀察實驗運行情況，如圖1-46所示，此時時間為16：51：45電壓值為12mv，光照強度為0.285 圖 1-46 實驗運行情況 6、再次觀察運行情況，如圖 1-47 所示，此時時間值為16：52：20，電壓值為13mv，光照強度為0.321 圖 1-47 運行情況 7、根據(jù)長時間光照，電壓值和光強度變化，測的數(shù)據(jù)填入表中如圖2-1所示，并作曲線圖如圖2-2所示 圖 2-1 表格 圖 2-2 光敏三極管光照特性曲線圖 （四）小結(jié) 通過本次課設(shè)時間使我深刻的體會到檢測技術(shù)與各種儀器的重要性。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國防建設(shè)和日常生活中，人們需要測量外部世界的一些非電量，例如，位移、速度、加速度、力、力矩、溫度、壓力、流量和成分等，以便及時、準確地獲得信息，這就必須合理選擇和善于應(yīng)用各種傳感器和檢測儀表。這次的課程設(shè)計實驗不僅培養(yǎng)了我們動手能力更重要的是培養(yǎng)了我們動腦的能力，自己設(shè)計、自己創(chuàng)新，重在自學(xué)的過程。做過制作檢測程序后使我收獲很多，不僅學(xué)會了很多知識，而且收獲了快樂、感到成功的喜悅，同時認識到自己的很多不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中可以更好的學(xué)習(xí)。 六、相關(guān)問題 1．什么是傳感器？（傳感器定義） 答：傳感器是一種以一定精確度把被測量（主要是非電量）轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系、便于應(yīng)用的某種物理量（主要是電量）的測量裝置。 2．傳感器由哪幾個部分組成？分別起到什么作用？ 答：傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路組成。 ①　敏感元件，它是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。 ②　轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)。 ③　轉(zhuǎn)換電路：將上述電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 3.傳感器按能量的傳遞方式可分為哪幾類 答：傳感器按能量的傳遞方式分類。將非電量轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件均可分為兩類：有源元件和無源元件。 ①　有源元件是一種能量轉(zhuǎn)換器，可將非電能量轉(zhuǎn)換成電能量。這類傳感器有些是可逆的。 ②　無源元件本身不是一個轉(zhuǎn)換器。被測量直接或間接的作用引起該元件的某一電參數(shù)的變化，要想獲得電壓和電流的變化值，必須匹配測量電路和輔助電源。由于它不進行能量的轉(zhuǎn)化，因此一般是不可逆的。 4.傳感器分類 答：傳感器按其工作原理，可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器三大類。 5.什么是光電效應(yīng)？有哪幾種分類？ 答：光電元件的理論基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。光可以被看作是由一連串具有一定能量的粒子（稱為光子）所構(gòu)成，每個光子具有的能量γ正比于光的頻率ν。所以，用光照射某個物體，就可以看做這物體受到一連串能量為γ的光子所轟擊，而光電效應(yīng)就是由于這物體吸收到光子能量為γ的光后產(chǎn)生的電效應(yīng)。 通常把光線照射到物體后產(chǎn)生的光電效應(yīng)分為兩類，即外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。 1) 外光電效應(yīng)：在光線作用下，電子獲得光子的能量從而脫離正電荷的束縛，使電子逸出物體表面的現(xiàn)象。 2) 內(nèi)光電效應(yīng)：在光線作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)而使物體電阻率改變的現(xiàn)象。 3) 光生伏特效應(yīng)：在光線作用下能使物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象。 6.傳感器的基本特性 答：根據(jù)被測量的變化狀態(tài)，可以把傳感器的輸入量分為靜態(tài)量和動態(tài)量倆類。 ①　靜態(tài)量是指傳感器的輸入量為穩(wěn)定狀態(tài)信號或變化極其緩慢的準靜態(tài)信號；動態(tài)量指傳感器的輸入量為周期信號、瞬變信號或隨機信號等隨時間變化的信號。 ②　傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出輸入關(guān)系。傳感器的靜態(tài)特性是在靜態(tài)標準工作條件下測定的。 ③　傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對隨時間變化的輸入量的響應(yīng)特性。很多傳感器要在動態(tài)條件下檢測，被測量可能以各種形式隨時間變化。 7.傳感器的性能指標 答：由于使用傳感器的條件和環(huán)境等的差異，對傳感器其他性能指標的要求也不同，通常還應(yīng)考慮的性能指標有： ①　穩(wěn)定性，表示傳感器維持其性能參數(shù)長時間不變化的能力； ②　零漂，表示在零輸入狀態(tài)下傳感器的輸出漂移，又可分為時間零漂和溫漂； ③　輸入特性，在測量過程中，傳感器成為被測對象的負載時，將產(chǎn)生“載荷”效應(yīng)。 ④　輸出特性，傳感器的輸出端都要與一些后續(xù)的處理電路、傳輸電路或儀表等相連接。 ⑤　可靠性，可靠性指規(guī)定的工作條件和工作時間內(nèi)傳感器保持原有性能指標的能力。 ⑥　對環(huán)境的要求，由于傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)等的不同，受外界因素（溫度、濕度、磁場震動、化學(xué)腐蝕、防爆、防火等）的影響不同。 ⑦　安裝要求，選用的傳感器應(yīng)易于安裝、維護和更換。 8.光電三極管的基本特性 答：包括光譜特性、光照特性、伏安特性、頻率響應(yīng)和溫度特性。 9.光電式傳感器的類型，簡述原理 答：光電式傳感器在檢測技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，按其輸出量性質(zhì)基本上可分為模擬光電傳感器和開關(guān)式光電傳感器倆類。 ①　模擬光電傳感器的工作原理是基于光電器件的光電流隨光通量而發(fā)生變化，是光通量的函數(shù)。 ②　開關(guān)式光電傳感器的工作原理是光電器件的輸出僅有兩個穩(wěn)定狀態(tài)，即“通”與“斷”的開關(guān)狀態(tài)，當光電器件受光照時有電信號輸出，光電器件不受光照時無電信號輸出。 10.新型傳感器的發(fā)展方向 答：微型化；集成化；智能化、數(shù)字化與多功能化；標準化；新型；性能更好 11.光電傳感器的特點是什么？ 答：光電傳感器的特點：響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點。具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣 12.采用光電傳感器可能測量的物理量有哪些？ 答：（1）光敏電阻：特點是價格低廉、輸出電流大、受溫度的影響小、抗干擾能力強、可靠性號器件本身不容易發(fā)生故障。它的缺點是響應(yīng)時間慢。 （2）光電二極管和光電三極管：特點是靈敏度高、響應(yīng)時間快、但它受溫度影響比較大、受光面小、而且有非常強的方向性、抗干擾能力弱、它的另一個特點是不同型號的管子對光譜響應(yīng)有很大不同。 （3）光電池：特點是受光面積大、輸出電流小、靈敏度高、響應(yīng)速度快、光譜比較寬、受溫度影響小、抗干擾能力 采用光電式傳感器可以測量的物理量：位移、速度、加速度、震動、質(zhì)量、變面輪廓、磁、聲、壓力、溫度、陀螺、液面、轉(zhuǎn)矩、光、電流和應(yīng)變等。 13.光電傳感器使用的光源類型 答：光源的選擇與光電傳感器的頻率特性有著密切的關(guān)系，這里介紹幾種常用的光源。 1) 鎢絲燈。其發(fā)光機理為：鎢絲通電后將電能轉(zhuǎn)換成熱能，熾熱的鎢絲便產(chǎn)生光輻射。 2) 弧光燈。它以電弧放電激發(fā)易電離的惰性氣體產(chǎn)生光。 3) 發(fā)光二極管（LED）。它是半導(dǎo)體PN結(jié)輻射光源，當過剩的導(dǎo)帶電子跳回到價帶與空穴復(fù)合時釋放出光子。 4) 激光光源。是根據(jù)受激發(fā)射原理工作的光源，當電子受激發(fā)從高能級跳回到低能級時，發(fā)射出光子。 七、參考文獻 [1] 陳裕泉、葛文勛編著。現(xiàn)代傳感器原理及應(yīng)用，科學(xué)出版社 [2] 張洪潤、孫悅、張亞凡編著。傳感技術(shù)與應(yīng)用教程。清華大學(xué)出版社，XX [3] 施湧潮、梁福平、牛春暉編著。傳感器檢測技術(shù)。國防工業(yè)出版社，XX [4] 索雪松、紀建偉編著。傳感器與信號處理電路，XX [5] 常健生編著。檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)。**：機械工業(yè)出版社，XX [6] 王俊杰編著。檢測技術(shù)與儀表。**：**理工大學(xué)出版社，XX [7] 杜維編著。過程檢測技術(shù)及儀表。**：化學(xué)工業(yè)出版社，XX [8] 張宏建、蒙建波。自動檢測技術(shù)與裝置。**：化學(xué)工業(yè)出版社，XX 第 22 頁 共 22 頁