Вольтаические сенсоры. Сенсоры на диодах и биполярных транзисторах
Набор для практики
Вопросы для самопроверки
- Что такое "вольтаические" сенсоры? По какому принципу их классифицируют?
- Что такое "термопара"? Какое физическое явление лежит в основе её работы?
- Что такое "пьезоэлемент"? Какое физическое явление лежит в основе его работы?
- Что такое "пьезоэлектрический резонатор"? Почему его можно применить в качестве датчика силы (давления, деформации)?
- Как функционирует датчик Холла?
- Почему полупроводниковый диод можно использовать в качестве датчика температуры?
- Что такое "фотодиод"? От чего зависит его спектральная чувствительность?
- Назовите основные режимы работы фотодиодов.
- Что такое "фотодиод Шотки"? Где и для чего их применяют?
- 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):
Упражнение 9.2.
Вариант 1. Какую температуру имеет горячий спай термопары хромель/алюмель , если её холодный спай находится при температуре 20 С, а регистрируемая термо-ЭДС составляет 48,00 мВ?
Вариант 2. Горячий спай термопары медь/константан находится при температуре 400 С, а её холодный спай – при температуре 10 С. Рассчитайте измеряемую термо-ЭДС.
Вариант 3. Какую температуру имеет холодный спай термопары железо/константан , если её горячий спай находится при температуре 782 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 С, горячий спай – при температуре 1782 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 от – 1 мкА до + 1 мА при температурах –100 С, –50 С, 0 С, +50 С и +100 С, приняв значение и . Постройте зависимость падения напряжения на диоде от температуры при токе и зависимость тока фотодиода от температуры при напряжении на диоде .
Упражнение 9.5. Используя формулу (9.3), постройте семейство вольтамперных характеристик полупроводникового диода в диапазоне значений от – 1 мкА до + 1 мА при значениях освещенности , приняв значения и .
Упражнение 9.6. Установите соответствие между перечисленными в таблице видами диодов и целями, для достижения которых они разработаны: