Интеллектуальные сенсоры
[+]
Опубликован: 26.05.2010 | Доступ: свободный | Студентов: 1610 / 261 | Оценка: 4.42 / 4.25 | Длительность: 56:51:00
ISBN: 978-5-9963-0124-9
Темы: Искусственный интеллект и робототехника, Аппаратное обеспечение
Специальности: Разработчик аппаратуры
Теги: bluetooth, анализ, звук, интеллектуальный сенсор, ИФХ, кабели, компоненты, мембраны, микрокомпьютер, микроконтроллеры, микропроцессоры, мобильные телефоны, память, потоки, ППР, телефония, телефоны, фотоаппараты, фотодиод, хронофлуорометр, чувствительный элемент, электронная почта, электрохимический сенсор, электрохимический элемент, элементы
Лекция 9:

Вольтаические сенсоры. Сенсоры на диодах и биполярных транзисторах
A
|
версия для печати
< Лекция 8 || Лекция 9: 12345 || Лекция 10 >

Набор для практики

Вопросы для самопроверки

  1. Что такое "вольтаические" сенсоры? По какому принципу их классифицируют?
  2. Что такое "термопара"? Какое физическое явление лежит в основе её работы?
  3. Что такое "пьезоэлемент"? Какое физическое явление лежит в основе его работы?
  4. Что такое "пьезоэлектрический резонатор"? Почему его можно применить в качестве датчика силы (давления, деформации)?
  5. Как функционирует датчик Холла?
  6. Почему полупроводниковый диод можно использовать в качестве датчика температуры?
  7. Что такое "фотодиод"? От чего зависит его спектральная чувствительность?
  8. Назовите основные режимы работы фотодиодов.
  9. Что такое "фотодиод Шотки"? Где и для чего их применяют?
  10. Каковы преимущества фототранзисторов перед фотодиодом? И наоборот.

Упражнения

Упражнение 9.1. Установите соответствие между перечисленными в таблице видами фотовольтаических сенсоров и физическим фактором, под влиянием которого в нем возникает и изменяется электродействующая сила (ЭДС):

Вид сенсоров Физический фактор
1) Датчик Холла а) внешняя сила
2) Пьезоэлектрический б) давление
3) Пьезоэлектрический резонатор в) магнитное поле
4) Термопара г) свет
5) Фотовольтаический д) температура

Упражнение 9.2.

Вариант 1. Какую температуру имеет горячий спай термопары хромель/алюмель (\alpha= 39,0 \text{ мкВ/К}), если её холодный спай находится при температуре 20 \deg С, а регистрируемая термо-ЭДС составляет 48,00 мВ?

Вариант 2. Горячий спай термопары медь/константан (\alpha = 45,0 \text{ мкВ/К}) находится при температуре 400 \deg С, а её холодный спай – при температуре 10 \deg С. Рассчитайте измеряемую термо-ЭДС.

Вариант 3. Какую температуру имеет холодный спай термопары железо/константан (\alpha = 55,0 \text{ мкВ/К}), если её горячий спай находится при температуре 782 \deg С, а регистрируемая термо-ЭДС составляет 42,3 мВ?

Вариант 4. Рассчитайте коэффициент термо-ЭДС термопары платина/родий, если ее холодный спай находится при температуре 22 \deg С, горячий спай – при температуре 1782 \deg С, а регистрируемая термо-ЭДС составляет 20,6 мВ?

Упражнение 9.3. Объясните, почему для измерения сил и давлений на практике предпочитают использовать не отдельные пьезоэлементы, а пьезоэлектрические резонаторы? Как устроен пьезоэлектрический резонатор, и чем он отличается от пьезоэлемента? Можно ли пьезоэлектрический резонатор отнести к классу механических сенсоров?

Упражнение 9.4. Используя формулу (9.2), постройте семейство вольтамперных характеристик полупроводникового диода в диапазоне значений i от – 1 мкА до + 1 мА при температурах –100 \deg С, –50 \deg С, 0 \deg С, +50 \deg С и +100 \deg С, приняв значение e/k = 1,16\times 10^4 В^{–1}К и i_0 = 1 \text{ мкА}. Постройте зависимость падения напряжения на диоде от температуры при токе i = 400 \text{ мкА} и зависимость тока фотодиода от температуры при напряжении на диоде U = +0,1 \text{В}.

Упражнение 9.5. Используя формулу (9.3), постройте семейство вольтамперных характеристик полупроводникового диода в диапазоне значений i от – 1 мкА до + 1 мА при значениях освещенности \Phi = 0, 50, 100 \text{ и } 200 \text{ лк}, приняв значения (e/k) = 1,16\times 10^4 В^{–1}К, (\eta e) = 0,1 \text{ мкА/лк} и i0 = 1 \text{ мкА}.

Упражнение 9.6. Установите соответствие между перечисленными в таблице видами диодов и целями, для достижения которых они разработаны:

Вид диодов Цель
1) Диод с p-i-n структурой а) защита от скачков напряжения
2) Лавинно-пробойный диод б) измерение интенсивности света
3) Фотодиод в) обеспечение чувствительности к фиолетовому и ультрафиолетовому свету
4) Фотодиод со сверхтонкой базой г) повышение быстродействия
5) Фотодиоды Шотки д) расширение рабочего спектра
Дальше >>
< Лекция 8 || Лекция 9: 12345 || Лекция 10 >

Вопросы и ответы

вопросов: 0