传感器在生活中的应用
29页1、传感器在生活中的应用,学号:201201030643 班级:电气03班,传感器在手机中的应用,光线传感器 重力传感器 触摸传感器,光线传感器,工作原理:在手机中使用的光线传感器件一般是光敏三极管,也叫光电三极管,光敏三极管有电流放大作用,所以比光敏电阻和光敏二极管应用更广泛。光敏三极管与普通半导体三极管一样,是采用半导体制作工艺制成的具有NPN 或PNP 结构的半导体管。它在结构上与半导体三极管相似,它的引出电极通常只有两个,也有三个的。光敏三极管的结构如图所示。为适应光电转换的要求,它的基区面积做得较大,发射区面积做得较小,入射光主要被基区吸收。和光敏二极管一样,管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内,当光照射时,光线通过透镜集中照射在芯片上。,将光敏三极管接在图所示的电路中,光敏三极管的集电极接正电位,其发射极接负电位。当无光照射时,流过光敏三极管的电流,就是正常情况下光敏三极管集电极与发射极之间的穿透电流Iceo 它也是光敏三极管的暗电流,其大小为:Iceo =(1 + hFE) I(式中: Icbo-集电极与基极间的饱和电流;hFE -共发射极直流放大系数)。,当有光照射在基区
2、时,激发产生的电子-空穴对增加了少数载流子的浓度,使集电结反向饱和电流大大增加,这就是光敏三极管集电结的光生电流。该电流注入发射结进行放大,成为光敏三极管集电极与发射极间电流,它就是光敏三极管的光电流。可以看出,光敏三极管利用普通半导体三极管的放大作用,将光敏二极管的光电流放大了( I + hFE) 倍。所以,光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。,光敏三极管在手机上应用主要是根据环境光线明暗来判断用户的使用条件,从而对手机进行智能调节,达到节能和方便用户使用的目的。黑暗环境下自动降低背光亮度以免背光太亮刺眼。太阳下自动增加屏幕亮度使显示更清楚。 手机移动到耳边打电话时自动关闭屏幕和背光可以延长手机的续航时间同时关闭触屏又可以达到防止打电话过程中误触屏幕挂断电话的误操作。,光敏三极管在手机中的应用,NOKIA N73手机的光线传感器电路为例,电路图为:,光敏三极管V6501将感应到的光线变成电信号送到电源管理/音频IC中的检测电路中,然后输出控制信号,控制LCD背光灯,使之能够随环境光线的强弱变换亮度,以达到节省电量满足视觉需要的目的。,重力传感器,介绍:在手机上的重力传感器:利用压
3、电效应实现,简单来说是测量内部一片重物(重物和压电片做成一体)重力正交两个方向的分力大小,来判定水平方向。通过对力敏感的传感器,感受手机在变换姿势时,重心的变化使手机光标变化位置从而实现选择的功能。支持摇晃切换所需的界面和功能甩歌甩,屏翻转静音,甩动切换视频等,是一种非常具有使用乐趣的功能。重力传感器来说的简单点就是:你本来把手机拿在手里是竖着的,你将它转90度,横过来,它的页面就跟随你的重心自动反应过来也就是说页面也转了90度,极具人性化。,重力传感器是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是 “对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外,还将改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场。这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 ”。重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压输出。当然,还有很多其它方法来制作加速度传感器,比如电容效应,热气泡效应,光效应,但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形,通过测量其变形量并用相关电路
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