传感器原理及应用复习（8）---微波传感器、辐射式传感器、热电偶传感器

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1. 微波传感器

 1. 微波是介于红外线与无线电波之间的电磁辐射，具有电磁波的性质，是波长为 $0.1m-1mm$ 的电磁波。

 2. 微波传感器可以分为反射式和遮断式两类。
 (1) 反射式微波传感器是通过检测被测物反射回来的微波功率或经过的时间间隔来测量被测量的。通常它可以测量物体的位置、位移、厚度等参数。
 (2) 遮断式微波传感器是通过检测接收天线收到的微波功率大小来判断发射天线与接收天线之间有无被测物体或被测物体的厚度、含水量等参数的。

 3. 微波传感器通常由微波发射器(即微波振荡器)、微波天线及微波检测器三部分组成。

 4. 微波传感器特点：(1) 有极宽的频谱可供选用，可根据被测对象的特点选择不同的测量频率。 (2) 在烟雾、粉尘、水汽、化学气氛以及高、低温环境中对检测信号的传播影响极小，因此可以在恶劣条件下工作。 (3) 介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收作用最强。 (4) 时间常数小，反应速度快，可以进行动态检测与实时处理，便于自动控制。 (5) 测量信号本身就是电信号，无须进行非电量的转换，从而简化了传感器与微处理器间的接口，便于实现遥测和遥控。 (6) 微波无显著辐射公害。

2. 辐射式传感器

 1. 红外辐射俗称红外线，物理本质是热辐射，一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。

 2. 热释电效应：电石、水晶、酒石酸钾钠、钛酸钡等晶体受热产生温度变化时，其原子排列将发生变化，晶体自然极化，在其两表面产生电荷的现象称为热释电效应。

 3. 红外传感器的应用：

• 红外感应系统：根据物体因表面温度不同会发出不同波段的红外光这一特性进行检测的。
• 红外测温仪：利用热辐射体在红外波段的辐射通量来测量温度的。

3. 热电偶传感器

3.1 基础知识

 1. 优点：具有构造简单、使用方便、准确度高、热惯性小、稳定性及复现性好、温度测量范围宽、适于信号的远传、自动记录和集中控制等优点。

 2. 热电效应：两种不同材料的导体(或半导体)组成一个闭合回路，当两接点温度 $T$ 和 $T_0$ 不同时，则在该回路中就会产生电动势(称为热电势)，这种现象称为热电效应。

 3. 中间温度定律：$E_{AB}(t,t_0)=E_{AB}(t,t_c)+E_{AB}(t_c,t_0)$

 4. 理解分度号：$0℃$ 时的电阻值为 $R_0$。

• 铂热电阻有两种分度号：$P{t}_{10}(R_0=10\Omega )$、$P{t}_{100}(R_0=100\Omega )$。
• 铜热电阻有两种分度号：$C{u}_{50}(R_0=50\Omega )$、$C{u}_{100}(R_0=100\Omega )$。

3.2 热电偶习题