1
第二章 材料成形及控制工程常用传感器第一节 概述化学变化 电PH计、微生物传感器舌味觉气体吸附 电阻 电气味传感器鼻嗅觉压（力） 电阻 电应变计、压敏元件皮肤触觉声压 电微音器耳听觉光 电位置、速度 电
CCD
编码器眼视觉物理量的变换传感器举例感官人体感觉表 2-1 人体五感与传感器
2
一、传感器的分类
1、按传感器输入端被测物理量（用途）分类
（ 1）机械量：质量、力、扭矩、应力等；
（ 2）热工量：热量、热流、温度、流速、流量等；
（ 3）物性参量：密度、粘度、酸碱度等；
（ 4）光学量：光强、光通量、辐射能量等；
（ 5）化学量：气体的组分、液体的组分等。
3
2、按传感器输出端被测物理量分类
（ 1）电参数型传感器：电阻式、电容式、电感式；
（ 2）电量型传感器：感应式、压电式、热电式、光电式等；
4
3、按能量关系分类
（ 1）能量转换型（有源型、发生器型）：
如热电偶、光电池等。
（ 2）能量控制型：
如 R,L,C电参数型传感器，必须由外部提供激励源
（电源）。
5
4、按传感器结构是否变化分类
（ 1）结构型：由敏感元件（如弹性元件）和变换器（如电阻式变换器）组成。
（ 2）物性型：只有变换器，如热电偶（既是变换器也是传感器）
6
二、传感器技术的现状与发展
（ 1）小型轻量化；
（ 2）数字化；
（ 3）多样化；
（ 4）集成化；
（ 5）新型化；
（ 6）智能化。
7
第二节 电参数型传感器其输出量为电参数：电阻、电感、电容、互感。
一、电阻式传感器被测非电量的变化引起电阻器阻值改变的变换元件。
原理,R=?L/A
其中,R— 电阻值； L— 导线长度；?— 电阻率； A— 导线截面积。
8
电阻式传感器的类型有以下三种：
1）电位器式传感器：利用电刷来回移动，改变电阻器长度 L
2）电阻应变式传感器：利用应力应变使电阻丝产生变形，使电阻丝长度 L、截面积 A和电阻率?均发生改变。
3）利用热或其它物理量使传感器的电阻率?发生变化
9
1、电位器式传感器按其输出特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。
（ 1）线性线绕电位器原理,Uo=xUi/L（见图 2-1,P21）
其中,Uo— 电刷行至 x处对应的电压；
x — 电刷行程；
Ui— 电位器输入电压；
L — 电位器总行程；
10
（ 2）非线性线绕电位器（函数电位器）
输出电压（或电阻）与电刷行程之间呈非线性关系，可以实现指数、对数、三角及其它任意非线性函数的输出。分为变骨架式和变节距式。
1）变骨架式非线性线绕电位器在其它结构参数不变的条件下，通过改变骨架高度来实现非线性函数的关系变换 （见图 2-3 a),P22） 。
2）变节距式非线性线绕电位器在其它结构参数不变的条件下，通过改变绕线节距来实现非线性函数的关系变换 （见图 2-3 b),P22） 。
11
2、电阻应变式传感器将应变量输入转换为电量输出。
（ 1）构成及其工作原理由电阻应变片、弹性元件和粘接剂三部分组成。
作用力 弹性元件应变 应变片应变 应变片阻值变化
12
（ 2）电阻应变片的分类及其构造由敏感元件、基片、覆盖片和引出线四部分组成。
1）电阻丝式应变片,敏感元件为金属丝（ U,V和 H，见图
2-4 a),b),c),P23）。
2）箔式应变片,敏感元件为采用光刻及腐蚀技术而制成的金属箔 柵 （单应力、扭矩和压力，见图 2-5 a),b),c),P24）。
箔式应变片比电阻丝式应变片性能好。
3）半导体应变片：
原理,半导体单晶的压阻效应（结构见图 2-5 a),b)、，
P25） 。
优点,灵敏度高。
13
3、热电阻和热敏电阻原理,金属和半导体的电阻率随温度的变化而变化。
（ 1）金属丝热电阻,常用的测温的金属丝有：铂、铜、铁和镍等。其电阻与温度的关系为：
Rt=R0(1+t)
其中,Rt,R0— 温度为 t和 t0时的电阻值；
— 电阻温度系数，随材料不同而异。
半导体热敏电阻的热敏温度系数为正值。
14
（ 2）半导体热敏电阻,锰、铜、镍、钴和钛等氧化物，按一定比例混合烧结而成。其外形有珠状、片状和柱状 （如图 2-8,a)、
b),c),P26）。
基本特性是电阻与温度之间的关系，即
R=Aexp(B/T)
其中,A— 与热敏电阻尺寸、形式及半导体物理性能有关的常数；
B — 与半导体物理性能有关的常数；
T— 热敏电阻热力学温度。
半导体热敏电阻的热敏温度系数为负值。
15
4、气敏电阻传感器原理,吸附气体引起敏感元件的电阻值发生变化。
图 2-9为常见的检测可燃性气体的气敏元件,a)多孔质烧结体型； b)薄膜型； c)厚膜型。
一般有加热器，以烧去附在元件表面的油污和尘埃。
16
二、电容式传感器原理,C=?0?rS/d
其中,S— 两金属板间相对有效面积；
d— 两金属板间距离；
r— 极板间介质相对介电常数；
0— 真空介电常数。
改变?r （改变介电常数）,S（改变面积）,d（改变极距）中的任意参数，即可使电容 C发生变化。
1、改变极板间距离的 电容式传感器（图 2-10,P28）
C1= C0Sln C0/?0 ( C1与有近似线性关系）
在实际应用中，为了提高灵敏度（比单一电容提高一倍），
做成差动形式（图 2-11,P29）。
17
2、改变极板有效面积的 电容式传感器（图 2-12,P30）
图 2-12为一种电容式角位移传感器，当动片有一角位移?时，
与定片相叠部分的面积 S发生变化，从而使两极板间电容量发生变化。
C1= C0- C0? /? (其中 C0=?S/?0）
图 2-13为一种筒形线位移传感器，当内、外 相叠长度 l与筒间隙?（?=R-r）相比大很多时，电容增量为
C=C? l / l (其中 C=2 l /(lnR/r)）
在实际应用中，常做成差动形式，以改善其线性度。
18
二、电感式传感器原理,依据电磁感应的原理，把被测位移变化转换为自感系数 L或互感系数 M 的变换。前者称为自感传感器，后者称为互感传感器或变压器式传感器。
1、自感式传感器
（ 1）改变气隙厚度的自感传感器线圈绕在铁心上，铁心与衔铁之间有一气隙，其厚度为?
（见图 2-14,P31）,线圈的电感值 L为：
L? W2?0S/（ 2?）
电感量 L与气隙厚度?成反比。
其缺点是非线性严重（图 2-15,P31）
19
（ 2）改变通磁气隙截面积的自感传感器由公式 L? W2?0S/（ 2?） 知，
电感量 L与气隙厚度?成反比。 改变通磁气隙截面积 S可使 L发生变化，并且电感量 L与 S在一定范围内具有良好的线性关系。
（图 2-16 a),P31） 。
图 2-16 b)给出了其工作原理：当衔铁随测杆产生一定位移?
后，使 通磁气隙截面积 S发生相应变化，从而改变线圈的电感量 L。
（ 3）螺线管式自感传感器工作原理 如图 2-17（ P32） 所示，当测杆有一定位移时，带动铁心在螺线管中移动，使线圈的电感量发生变化。
由于其磁力线路径不规则，很难用数学公式描述线圈电感量与铁心位移之间的关系，故设计时一般靠经验数据和实验来确定。
20
2、互感式传感器把位移量变化转换为线圈互感系数 M变化，其本身为一个变压器。
（ 1）改变气隙厚度?的互感式传感器与自感式传感器工作原理相似 （图 2-18,P32） 。
可以证明：输出电压 Usc与传感器变压比 W2/ W1、衔铁偏移量、激励电压 E成正比，与磁路气隙厚度?0成反比。
（ 2）螺线管型差动变压器式传感器主要由线圈、线圈框架和铁心组成 （图 2-19,P33） 。
一次线圈 (W1)通电激励所引起磁场的强度在二次线圈 (W21
和 W22） 中的分布，与铁心所处位置有关。
21
第三节 电量型传感器电量型传感器的输出量是电量（电压、电流、电荷）。
一、磁电（感应）式传感器
1、基本原理利用电磁感应原理，将运动速度转换为线圈中的感应电动势输出。
原理,E=-N d?/ dt
其中,N— 线圈匝数；?— 磁通。
从上式可知，线圈中感应电动势 E的大小，取决于匝数 N和穿过先圈的磁通变化率。
22
2、磁电式传感器的基本结构形式
（ 1）线速度型磁路系统由圆柱型永久磁铁和极掌、圆筒形磁轭以及圆筒形空气隙组成。空气隙中磁感应强度 B呈辐射状，线圈以垂直切割磁力线方向相对磁铁运动速度为 v,如图 2-22（ P35）所示。
对于 N匝线圈，在线圈中产生的感应电动势 e为：
e=-N d?/ dt= -NBldx/dt = -kv
其中,k— 线速度型灵敏度常数,k=NBl。
从上式可知，当 N,B,L均为常数时,e与 线圈对磁场的相对运动的速度 v成正比，因此可以构成线速度传感器。
在测量电路中接一积分单元，则输出电压与位移成正比；接一微分单元，则输出电压与加速度成正比。因此可测位移、速度和加速度。
23
（ 2）角速度型如图 2-23（ P36）所示。
对于 N匝线圈，在线圈中产生的感应电动势 e为：
e=-N d?/ dt= -NBhbd?/dt = -NBA?
其中,A=hb — 单匝线圈的截面积；
— 角速度从上式可知，当 N,B,A均为常数时,e与 线圈对磁场的相对运动的角速度?成正比，因此可以构成转速传感器。
（ 3）磁阻式 (变磁通式）
在这种结构中，线圈与磁铁之间没有相对运动，由运动者的被测物体
（导磁材料）来改变磁路的磁阻，引起磁通量变化，从而在线圈中产生感应电动势。
图 2-24中所示的永久磁铁及缠绕其上的线圈组成此种传感器。其中图
2-24a为频率传感器，当齿轮旋转时，在线圈中感应出交流电势 E，其频率便等于齿轮的齿数和转速的乘积。
24
二、压电式传感器利用压电材料的压电效应而制成的一种变换器，当有力作用在压电材料上时，传感器就有电荷（或电压）产生。
如图 2-25a（ P37） 所示，压电晶片受力 F后产生电荷 Q，其值与所加的力成正比。若压电晶片的电容为 C，则其输出电压 U为
U=Q/C=(k/C)F=KUF
其中,KU— 压电系数。
图 2-25b（ P37） 是压电加速度的原理。当加速度计与被测件一起以加速度 a运动时，重块就以 F=ma作用在压电晶片上。在压电晶片两端面产生的电荷（或电压）与加速度成正比。
25
三、压磁式传感器某些 铁磁性物质，在外界机械力的作用下其内部产生机械应力，从而引起磁导率?的改变，这种改变导磁性质的物理现象称为,压磁效应,。
压磁式传感器就是利用上述原理制成的。
在一定形状硅钢片上交叉绕上两个绕组，即构成压磁式传感器的检测元件 （图 2-26,P38）。
通过测量感应出的电流 I或 U，即可测定作用力 F的大小。
26
四、霍尔元件式传感器利用霍尔效应 （图 2-27,P39） 而制成。
实践证明，霍尔电压 E与电流 I、磁感应强度 B成正比，即
E=kIB
当移动产生磁场的磁铁或者移动霍尔片时，就相当于改变磁感应强度
B，从而使霍尔电压 E改变，起到了将位移量转换成电压量的作用。
一般根据上述原理制造测力、测位移的传感器。
27
五、光电式传感器（光电探测器）
利用某些材料在光作用下产生光电效应的原理，将光量转换为电量。
1、光电管与光电倍增管
（ 1）光电管典型结构 如图 2-28（ P39） 所示。
电流 I的大小与光通量?成正比,即
I=K?
式中,K— 光电管的灵敏度。
（ 2）光电倍增管在入射光极微弱时，光电管产生的光电流很小。为此，可采用光电倍增管放大其电流 （图 2-30） 。
28
2、光敏电阻（光导管）
基于物质内光电效应而制成的一种光电元件。
典型结构 如图 2-31（ P40） 所示。
将 光电管与 电阻串联同时接直流电源或交流电源，当光照到光敏材料上时，其阻值急剧下降，在电组两端即有与光照强度有关的电压信号输出。
29
3、光敏晶体管（包括光敏二极管和光敏三极管）
光敏二极管的结构与一般二极管相似。无光照时，处于截止状态；
受光照时，处于导通状态。
光敏三极管的结构与普通三极管相似，也分 PNP和 NPN型两种 （图 2-32，
P40） 。光照射发射结产生的光电流相当于普通三极管的基极电流。
30
4、光电池一种利用光生伏特效应直接将光能转换为电能的元件。
第二章 材料成形及控制工程常用传感器第一节 概述化学变化 电PH计、微生物传感器舌味觉气体吸附 电阻 电气味传感器鼻嗅觉压（力） 电阻 电应变计、压敏元件皮肤触觉声压 电微音器耳听觉光 电位置、速度 电
CCD
编码器眼视觉物理量的变换传感器举例感官人体感觉表 2-1 人体五感与传感器
2
一、传感器的分类
1、按传感器输入端被测物理量（用途）分类
（ 1）机械量：质量、力、扭矩、应力等；
（ 2）热工量：热量、热流、温度、流速、流量等；
（ 3）物性参量：密度、粘度、酸碱度等；
（ 4）光学量：光强、光通量、辐射能量等；
（ 5）化学量：气体的组分、液体的组分等。
3
2、按传感器输出端被测物理量分类
（ 1）电参数型传感器：电阻式、电容式、电感式；
（ 2）电量型传感器：感应式、压电式、热电式、光电式等；
4
3、按能量关系分类
（ 1）能量转换型（有源型、发生器型）：
如热电偶、光电池等。
（ 2）能量控制型：
如 R,L,C电参数型传感器，必须由外部提供激励源
（电源）。
5
4、按传感器结构是否变化分类
（ 1）结构型：由敏感元件（如弹性元件）和变换器（如电阻式变换器）组成。
（ 2）物性型：只有变换器，如热电偶（既是变换器也是传感器）
6
二、传感器技术的现状与发展
（ 1）小型轻量化；
（ 2）数字化；
（ 3）多样化；
（ 4）集成化；
（ 5）新型化；
（ 6）智能化。
7
第二节 电参数型传感器其输出量为电参数：电阻、电感、电容、互感。
一、电阻式传感器被测非电量的变化引起电阻器阻值改变的变换元件。
原理,R=?L/A
其中,R— 电阻值； L— 导线长度；?— 电阻率； A— 导线截面积。
8
电阻式传感器的类型有以下三种：
1）电位器式传感器：利用电刷来回移动，改变电阻器长度 L
2）电阻应变式传感器：利用应力应变使电阻丝产生变形，使电阻丝长度 L、截面积 A和电阻率?均发生改变。
3）利用热或其它物理量使传感器的电阻率?发生变化
9
1、电位器式传感器按其输出特性不同，可分为线性电位器和非线性电位器。
（ 1）线性线绕电位器原理,Uo=xUi/L（见图 2-1,P21）
其中,Uo— 电刷行至 x处对应的电压；
x — 电刷行程；
Ui— 电位器输入电压；
L — 电位器总行程；
10
（ 2）非线性线绕电位器（函数电位器）
输出电压（或电阻）与电刷行程之间呈非线性关系，可以实现指数、对数、三角及其它任意非线性函数的输出。分为变骨架式和变节距式。
1）变骨架式非线性线绕电位器在其它结构参数不变的条件下，通过改变骨架高度来实现非线性函数的关系变换 （见图 2-3 a),P22） 。
2）变节距式非线性线绕电位器在其它结构参数不变的条件下，通过改变绕线节距来实现非线性函数的关系变换 （见图 2-3 b),P22） 。
11
2、电阻应变式传感器将应变量输入转换为电量输出。
（ 1）构成及其工作原理由电阻应变片、弹性元件和粘接剂三部分组成。
作用力 弹性元件应变 应变片应变 应变片阻值变化
12
（ 2）电阻应变片的分类及其构造由敏感元件、基片、覆盖片和引出线四部分组成。
1）电阻丝式应变片,敏感元件为金属丝（ U,V和 H，见图
2-4 a),b),c),P23）。
2）箔式应变片,敏感元件为采用光刻及腐蚀技术而制成的金属箔 柵 （单应力、扭矩和压力，见图 2-5 a),b),c),P24）。
箔式应变片比电阻丝式应变片性能好。
3）半导体应变片：
原理,半导体单晶的压阻效应（结构见图 2-5 a),b)、，
P25） 。
优点,灵敏度高。
13
3、热电阻和热敏电阻原理,金属和半导体的电阻率随温度的变化而变化。
（ 1）金属丝热电阻,常用的测温的金属丝有：铂、铜、铁和镍等。其电阻与温度的关系为：
Rt=R0(1+t)
其中,Rt,R0— 温度为 t和 t0时的电阻值；
— 电阻温度系数，随材料不同而异。
半导体热敏电阻的热敏温度系数为正值。
14
（ 2）半导体热敏电阻,锰、铜、镍、钴和钛等氧化物，按一定比例混合烧结而成。其外形有珠状、片状和柱状 （如图 2-8,a)、
b),c),P26）。
基本特性是电阻与温度之间的关系，即
R=Aexp(B/T)
其中,A— 与热敏电阻尺寸、形式及半导体物理性能有关的常数；
B — 与半导体物理性能有关的常数；
T— 热敏电阻热力学温度。
半导体热敏电阻的热敏温度系数为负值。
15
4、气敏电阻传感器原理,吸附气体引起敏感元件的电阻值发生变化。
图 2-9为常见的检测可燃性气体的气敏元件,a)多孔质烧结体型； b)薄膜型； c)厚膜型。
一般有加热器，以烧去附在元件表面的油污和尘埃。
16
二、电容式传感器原理,C=?0?rS/d
其中,S— 两金属板间相对有效面积；
d— 两金属板间距离；
r— 极板间介质相对介电常数；
0— 真空介电常数。
改变?r （改变介电常数）,S（改变面积）,d（改变极距）中的任意参数，即可使电容 C发生变化。
1、改变极板间距离的 电容式传感器（图 2-10,P28）
C1= C0Sln C0/?0 ( C1与有近似线性关系）
在实际应用中，为了提高灵敏度（比单一电容提高一倍），
做成差动形式（图 2-11,P29）。
17
2、改变极板有效面积的 电容式传感器（图 2-12,P30）
图 2-12为一种电容式角位移传感器，当动片有一角位移?时，
与定片相叠部分的面积 S发生变化，从而使两极板间电容量发生变化。
C1= C0- C0? /? (其中 C0=?S/?0）
图 2-13为一种筒形线位移传感器，当内、外 相叠长度 l与筒间隙?（?=R-r）相比大很多时，电容增量为
C=C? l / l (其中 C=2 l /(lnR/r)）
在实际应用中，常做成差动形式，以改善其线性度。
18
二、电感式传感器原理,依据电磁感应的原理，把被测位移变化转换为自感系数 L或互感系数 M 的变换。前者称为自感传感器，后者称为互感传感器或变压器式传感器。
1、自感式传感器
（ 1）改变气隙厚度的自感传感器线圈绕在铁心上，铁心与衔铁之间有一气隙，其厚度为?
（见图 2-14,P31）,线圈的电感值 L为：
L? W2?0S/（ 2?）
电感量 L与气隙厚度?成反比。
其缺点是非线性严重（图 2-15,P31）
19
（ 2）改变通磁气隙截面积的自感传感器由公式 L? W2?0S/（ 2?） 知，
电感量 L与气隙厚度?成反比。 改变通磁气隙截面积 S可使 L发生变化，并且电感量 L与 S在一定范围内具有良好的线性关系。
（图 2-16 a),P31） 。
图 2-16 b)给出了其工作原理：当衔铁随测杆产生一定位移?
后，使 通磁气隙截面积 S发生相应变化，从而改变线圈的电感量 L。
（ 3）螺线管式自感传感器工作原理 如图 2-17（ P32） 所示，当测杆有一定位移时，带动铁心在螺线管中移动，使线圈的电感量发生变化。
由于其磁力线路径不规则，很难用数学公式描述线圈电感量与铁心位移之间的关系，故设计时一般靠经验数据和实验来确定。
20
2、互感式传感器把位移量变化转换为线圈互感系数 M变化，其本身为一个变压器。
（ 1）改变气隙厚度?的互感式传感器与自感式传感器工作原理相似 （图 2-18,P32） 。
可以证明：输出电压 Usc与传感器变压比 W2/ W1、衔铁偏移量、激励电压 E成正比，与磁路气隙厚度?0成反比。
（ 2）螺线管型差动变压器式传感器主要由线圈、线圈框架和铁心组成 （图 2-19,P33） 。
一次线圈 (W1)通电激励所引起磁场的强度在二次线圈 (W21
和 W22） 中的分布，与铁心所处位置有关。
21
第三节 电量型传感器电量型传感器的输出量是电量（电压、电流、电荷）。
一、磁电（感应）式传感器
1、基本原理利用电磁感应原理，将运动速度转换为线圈中的感应电动势输出。
原理,E=-N d?/ dt
其中,N— 线圈匝数；?— 磁通。
从上式可知，线圈中感应电动势 E的大小，取决于匝数 N和穿过先圈的磁通变化率。
22
2、磁电式传感器的基本结构形式
（ 1）线速度型磁路系统由圆柱型永久磁铁和极掌、圆筒形磁轭以及圆筒形空气隙组成。空气隙中磁感应强度 B呈辐射状，线圈以垂直切割磁力线方向相对磁铁运动速度为 v,如图 2-22（ P35）所示。
对于 N匝线圈，在线圈中产生的感应电动势 e为：
e=-N d?/ dt= -NBldx/dt = -kv
其中,k— 线速度型灵敏度常数,k=NBl。
从上式可知，当 N,B,L均为常数时,e与 线圈对磁场的相对运动的速度 v成正比，因此可以构成线速度传感器。
在测量电路中接一积分单元，则输出电压与位移成正比；接一微分单元，则输出电压与加速度成正比。因此可测位移、速度和加速度。
23
（ 2）角速度型如图 2-23（ P36）所示。
对于 N匝线圈，在线圈中产生的感应电动势 e为：
e=-N d?/ dt= -NBhbd?/dt = -NBA?
其中,A=hb — 单匝线圈的截面积；
— 角速度从上式可知，当 N,B,A均为常数时,e与 线圈对磁场的相对运动的角速度?成正比，因此可以构成转速传感器。
（ 3）磁阻式 (变磁通式）
在这种结构中，线圈与磁铁之间没有相对运动，由运动者的被测物体
（导磁材料）来改变磁路的磁阻，引起磁通量变化，从而在线圈中产生感应电动势。
图 2-24中所示的永久磁铁及缠绕其上的线圈组成此种传感器。其中图
2-24a为频率传感器，当齿轮旋转时，在线圈中感应出交流电势 E，其频率便等于齿轮的齿数和转速的乘积。
24
二、压电式传感器利用压电材料的压电效应而制成的一种变换器，当有力作用在压电材料上时，传感器就有电荷（或电压）产生。
如图 2-25a（ P37） 所示，压电晶片受力 F后产生电荷 Q，其值与所加的力成正比。若压电晶片的电容为 C，则其输出电压 U为
U=Q/C=(k/C)F=KUF
其中,KU— 压电系数。
图 2-25b（ P37） 是压电加速度的原理。当加速度计与被测件一起以加速度 a运动时，重块就以 F=ma作用在压电晶片上。在压电晶片两端面产生的电荷（或电压）与加速度成正比。
25
三、压磁式传感器某些 铁磁性物质，在外界机械力的作用下其内部产生机械应力，从而引起磁导率?的改变，这种改变导磁性质的物理现象称为,压磁效应,。
压磁式传感器就是利用上述原理制成的。
在一定形状硅钢片上交叉绕上两个绕组，即构成压磁式传感器的检测元件 （图 2-26,P38）。
通过测量感应出的电流 I或 U，即可测定作用力 F的大小。
26
四、霍尔元件式传感器利用霍尔效应 （图 2-27,P39） 而制成。
实践证明，霍尔电压 E与电流 I、磁感应强度 B成正比，即
E=kIB
当移动产生磁场的磁铁或者移动霍尔片时，就相当于改变磁感应强度
B，从而使霍尔电压 E改变，起到了将位移量转换成电压量的作用。
一般根据上述原理制造测力、测位移的传感器。
27
五、光电式传感器（光电探测器）
利用某些材料在光作用下产生光电效应的原理，将光量转换为电量。
1、光电管与光电倍增管
（ 1）光电管典型结构 如图 2-28（ P39） 所示。
电流 I的大小与光通量?成正比,即
I=K?
式中,K— 光电管的灵敏度。
（ 2）光电倍增管在入射光极微弱时，光电管产生的光电流很小。为此，可采用光电倍增管放大其电流 （图 2-30） 。
28
2、光敏电阻（光导管）
基于物质内光电效应而制成的一种光电元件。
典型结构 如图 2-31（ P40） 所示。
将 光电管与 电阻串联同时接直流电源或交流电源，当光照到光敏材料上时，其阻值急剧下降，在电组两端即有与光照强度有关的电压信号输出。
29
3、光敏晶体管（包括光敏二极管和光敏三极管）
光敏二极管的结构与一般二极管相似。无光照时，处于截止状态；
受光照时，处于导通状态。
光敏三极管的结构与普通三极管相似，也分 PNP和 NPN型两种 （图 2-32，
P40） 。光照射发射结产生的光电流相当于普通三极管的基极电流。
30
4、光电池一种利用光生伏特效应直接将光能转换为电能的元件。
