dòng ựiện I (chứ không phải ựại lượng cần ựo) cung cấp năng lượng liên quan ựến tắn hiệu ựọ
Ờ Hiệu ứng ựiện áp: Khi tác dụng lực cơ học lên một vật làm bằng vật liệu áp
ựiện (như thạch anh) sẽ gây nên biến dạng của vật ựó và làm xuất hiện lượng ựiện tắch bằng nhau nhưng trái dấu nhau trên các mặt ựối diện của vật (là hiệu ứng ựiện áp). Hiệu ứng này ựược ứng dụng ựể xác ựịnh lực hoặc các ựại lượng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 27 gây nên lực tác dụng vào vật liệu áp ựiện (như áp suất, gia tốcẦ) thông qua việc ựo ựiện áp trên hai bản cực tụ ựiện.
Ngoài ra còn có cảm biến nhiệt ựiện, cảm biến hóa ựiệnẦ
Cảm biến tham số (thụ ựộng) thường ựược chế tạo từ những trở kháng có một trong các thông số chủ yếu nhạy với ựại lượng cần ựọ Một mặt giá trị của trở kháng phụ thuộc vào kắch thước hình học của mẫu, nhưng mặt khác nó còn phụ thuộc vào tắnh chất ựiện của vật liệu như: ựiện trở suất, từ thẩm, hằng số ựiện môi, Vì vậy giá trị của trở kháng thay ựổi dưới tác dụng của ựại lượng ựo ảnh hưởng riêng biệt ựến tắnh chất hình học, tắnh chất ựiện hoặc ựồng thời ảnh hưởng cả haị Thông số hình học hoặc kắch thước của trở kháng có thể thay ựổi nếu cảm biến có phần tử chuyển ựộng hoặc phần tử biến dạng. Trường hợp khi có phần tử ựộng thì mỗi vị trắ của phần tử sẽ tương ứng với một giá trị trở kháng, ựo trở kháng sẽ xác ựịnh ựược vị trắ ựối tượng. đây là nguyên lý nhiều cảm biến như cảm biến vị trắ, cảm biến dịch chuyển.
Trường hợp cảm biến có phần tử biến dạng, thì sự biến dạng gây nên bởi lực hoặc các ựại lượng dẫn ựến lực (áp suất, gia tốc) tác dụng trực tiếp hoặc gián tiếp lên cảm biến làm thay ựổi trở kháng. Sự thay ựổi trở kháng liên quan ựến lực tác ựộng lên cấu trúc, nghĩa là tác ựộng của ựại lượng cần ựo ựược biến ựổi thành tắn hiệu ựiện (hiệu ứng áp trở). Trở kháng cảu cảm biến thụ ựộng và sử thay ựổi cảu trở kháng dưới tác dụng của ựại lượng cần ựo chỉ có thể xác ựịnh ựược khi cảm biến là một thành phần của mạch ựiện. Trong thực tế tùy từng trường hợp cụ thể mà người ta chọn mạch ựo thắch hợp với cảm biến.
Ị2.3. Cảm biến quang (tế bào quang dẫn)
Các tế bào quang dẫn là một trong những cảm biến quang có ựộ nhạy caọ Cơ sở vật lý của tế bào quang dẫn là hiện tượng quang dẫn do kết quả cảu hiệu ứng quang ựiện nội (hiện tượng giải phóng hạt tải ựiện trong vật liệu dưới tác dụng cảu ánh sáng làm tăng dẫn ựiện cảu vật liệu).
a) Vật liệu ựể chế tạo cảm biến
Cảm biến quang thường ựược chế tạo bằng các chất bán dẫn ựa tinh thể ựồng nhất hoặc ựơn tinh thể, bán dẫn riêng hoặc bán dẫn phức tạp, vắ dụ như:
Ờ đa tinh thể: CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe, PbTẹ
Ờ đơn tinh thể: Ge, Si tinh khiết hoặc pha tạp Au, Cu, Sb, In, SbIn, AsIn, Pin, CdHgTẹ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 28
b) Các ựặc trưng
Ờ điện trở: giá trị ựiện trở tối Rc phụ thuộc vào dạng hình học, kắch thước, nhiệt ựộ và bản chất lắ hóa của vật liệu quang dẫn. điện trở Rc của cảm biến khi bị chiếu sáng giảm rất nhanh khi ựộ rọi tăng lên. Sự phụ thuộc của ựiện trở vào thông lượng ánh sáng không tuyến tắnh, tuy nhiên có thể tuyến tắnh hóa bằng cách sử dụng một ựiện trở mắc song song với tế bào quang dẫn.
Ờ độ nhạy: ựộ dẫn của tế bào quang dẫn là tổng cảu ựộ dẫn trong tối và ựộ dẫn
khi chiếu sáng. độ nhạy phổ là hàm cảu nhiệt ựộ nguồn sáng, khi nhiệt ựộ tăng thì ựộ nhạy phổ tăng lên.
Tế bào quang dẫn ựược ứng dụng nhiều bởi chúng có tỷ lệ chuyển ựổi tĩnh và ựộ nhạy cao cho phép ựơn giản hóa trong việc ứng dụng (vắ dụ ựiều khiển các rơle).
Nhược ựiểm chắnh cảu tế bào quang dẫn là:
Ờ Hồi ựáp phụ thuộc một cách không tuyến tắnh vào thông lượng. Ờ Thời gian hồi ựáp lớn
Ờ Các ựặc trưng không ổn ựịnh (già hóa) Ờ độ nhạy phụ thuộc vào nhiệt ựộ Ờ Một số loại ựòi hỏi phải làm nguội
Người ta không dùng tế bào quang dẫn ựể xác ựịnh chắnh xác thông lượng. Thông thường chúng ựược sử dụng ựể phân biệt mức sáng khác nhau (trạng thái tối Ờ sáng hoặc xung ánh sáng). Thực tế thì tế bào quang dẫn thường ứng dụng như thu tắn hiệu quang dùng ựể biến ựổi xung quanh thành xung ựiện. Sự ngắt quãng của xung ánh sáng chiếu lên tế bào quang dẫn sẽ ựược phản ánh trung thực qua xung ựiện của mạch ựo, ứng dẫn ựể ựo tốc ựộ quay cảu ựĩa hoặc ựếm vật.
Hình 1.11: Cảm biến quang
c) Một số cảm biến quang thường dùng
ỚQuang diode (Photodiode)
Ta biết rằng khi một nối P-N ựược phân cực thuận thì vùng hiếm hẹp và dòng thuận lớn vì do hạt tải ựiện ựa số (ựiện tử ở chất bán dẫn loại N và lỗ trống ở chất
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 29 bán dẫn loại P) di chuyển tạo nên. Khi phân cực nghịch, vùng hiếm rộng và chỉ có dòng ựiện rỉ nhỏ (dòng bão hòa nghịch I0) chạy quạ
Hình 1.12: Hìnhdạng, ký hiệu và phân cực của quang diodẹ