有源感測器

有源感測器是一種將非電量轉換為電量的感測器。讓我們考慮諸如壓力、光照和溫度等非電量。因此，根據我們選擇的非電量，我們將得到以下三種有源感測器。

現在，讓我們逐一討論這三種有源感測器。

壓電感測器

當有源感測器產生與壓力輸入等效的電量時，則稱之為壓電感測器。以下三種物質表現出壓電效應。

這三種物質表現出的壓電效應依次為電氣石、石英和羅謝爾鹽。這三種物質的機械強度依次遞增為羅謝爾鹽、石英、電氣石。

石英用作壓電感測器，因為它在這三種壓電物質中表現出適中的壓電效應，並具有適中的機械強度。

石英感測器的電路圖如下所示。如圖所示，石英晶體放置在底座和合力構件之間。輸出電壓可以透過放置在石英晶體兩側的金屬電極測量。

上述壓力感測器的輸出電壓 $V_{0}$ 為

$$V_{0}=\frac{Q}{C}$$

當有源感測器產生與光照輸入等效的電量時，則稱之為光電感測器。光電感測器的電路圖如下所示。

光電感測器的工作原理如下所示。

我們可以使用以下公式找到光電感測器的靈敏度。

$$S=\frac{I}{i}$$

其中，

$S$ 是光電感測器的靈敏度

$I$ 是光電感測器的輸出電流

$i$ 是光電感測器的光照輸入

當有源感測器產生與溫度輸入等效的電量時，則稱之為熱電感測器。以下兩種感測器是熱電感測器的例子。

現在，讓我們逐一討論這兩種感測器。

依賴於溫度的電阻稱為熱電阻。簡稱為熱敏電阻。熱敏電阻的溫度係數為負。這意味著隨著溫度升高，熱敏電阻的阻值降低。

數學上，熱敏電阻的阻值和溫度之間的關係可以表示為

$$R_{1}=R_{2}e^\left ( \beta \left [ \frac{1}{T_{1}}-\frac{1}{T_{2}} \right ] \right )$$

其中,

$R_{1}$ 是熱敏電阻在溫度 ${T_{1}}^{0}K$ 時的阻值

$R_{2}$ 是熱敏電阻在溫度 ${T_{2}}^{0}K$ 時的阻值

$\beta$ 是溫度常數

熱敏電阻感測器的優點是它會產生快速且穩定的響應。

熱電偶感測器會針對輸入溫度的相應變化產生輸出電壓。如果將兩種不同金屬的導線連線在一起以形成兩個結點，則整個結構稱為熱電偶。基本熱電偶的電路圖如下所示：

上述熱電偶具有兩種金屬 A 和 B 以及兩個結點 1 和 2。考慮結點 2 處的恆定參考溫度 $T_{2}$。設結點 1 處的溫度為 $T_{1}$。只要 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ 的值不同，熱電偶就會產生電動勢（電動勢）。

這意味著，只要兩個結點 1 和 2 之間存在溫差，熱電偶就會產生電動勢，並且它與這兩個結點之間的溫差成正比。數學上，它可以表示為

$$e \alpha \left ( T_{1}-T_{2} \right )$$

其中，

$e$ 是熱電偶產生的電動勢

上述熱電偶電路可以表示為如下所示，以用於實際應用。

電路中位於熱結點和冷結點之間的部分（包括這兩個結點）是基本熱電偶的等效模型。一個 PMMC 檢流計連線到冷結點，並根據冷結點上產生的電動勢偏轉。熱電偶感測器是最常用的熱電感測器。

列印頁面