Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

t_foi

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
1 Mб
Скачать

измеримое с напряжением питания, при этом величина тока мало зависит от последнего. Наибольшее практическое значение имеют германиевые (от 400 до 2000 нм, λmax = 1500 нм) и кремниевые (от 400 до 1000 нм, λmax = 900 нм) фотодиоды.

Фототранзисторы используют усилительные свойства комбинированных p-n-p и n-n-p структур. С их помощью величина фототока, возникающего в одном из полупроводниковых переходов, включенном в обратном направлении, усиливается в десятки раз (коллекторный переход). Эти преобразователи имеют световой вход в области базы транзистора и включаются по схеме с общим эмиттером.

В заключение необходимо отметить, что до сих пор одним из самых совершенных фотоприемников в диапазоне от 380 до 780 нм является человеческий глаз. Глаз содержит два типа чувствительных к свету элементов, называемых колбочками и палочками. Общее число палочек в сетчатке составляет 130 млн. Они определяют светочувствительность глаза. Каждые 10 палочек связаны со зрительным нервом, по которым и передаются электрические сигналы. Колбочки менее чувствительны и наиболее активны при нормальных условиях освещения, именно, они преимущественно обеспечивают различение цветов и высокую разрешающую способность.

Техническим аналогом человеческому глазу являются приборы с зарядовой связью (ПЗС), нашедшие широкое применение в цифровой фото- и видеоаппаратуре. Однако даже в самых совершенных ПЗСматрицах насчитывается лишь несколько миллионов чувствительных элементов, что в десятки тысяч раз меньше числа нервных окончаний человеческого глаза.

140

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Афанасьев А.А. Физические основы измерений : учебник для студ. высш. учеб. заведений. М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 240 с.

2.Шишмарев В.Ю. «Технические измерения и приборы»: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования. М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 384 с.

3.Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник. под ред. Е. Л. Свинцова М. : «Техносфера», 2005. – 578 с.

4.Котюк А.Ф. Датчики в современных измерениях. М.: Радио и связь, 2006. – 95 с.

5.Камке Д. Физические основы единиц измерения / Д. Камке,

К. Кремер. – М. : Мир, 1980. – 208 с.

6.Левшина Е. С. Электрические измерения физических величин (измерительные преобразователи): учебное пособие для вузов / Е. С. Левшина, П. В. Новицкий – Л. : Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.

7.Основы метрологии и электрические измерения : учебник для вузов / Б. Я. Авдеев и др.; под ред. Е. М. Душина. – 6-е изд., перераб. и доп. – Л. – Энергоатомиздат, Ленингр. отд., 1987. – 480 с.

8.Спектор С. А. Электрические измерения физических величин. Методы измерения: учебное пособие для вузов / С. А. Спектор – Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд., 1987. – 320 с.

9.Хофманн Д. Техника измерения и обеспечение качества : справочник: пер. с нем. / Д. Хофманн – М. : Энергоатомиздат, 1983. – 472 с.

141

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ ..............................................................................................................

3

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ...................................................................

6

2. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ .............................................................................................

7

2.1. Физические величины и единицы измерения...............................................

7

2.2. Физические основы базисных эталонов единиц измерений ........................

9

2.3. Основные функции измерительной системы..............................................

15

2.4. Определение измерения и следствия из него..............................................

18

2.5. Классификация средств измерений.............................................................

19

2.6. Виды и методы измерений...........................................................................

21

2.7. Измерение параметров электрических цепей .............................................

24

2.7.1 Мостовой метод измерения. Теория мостовых схем.............................

24

2.7.2. Резонансный метод измерения параметров двухполюсника ...............

29

3. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ..................................................

32

3.1. Закон Гейзенберга ........................................................................................

32

3.2. Шумы ............................................................................................................

38

3.2.1. Влияние броуновского движения на показания гальванометра...........

38

3.2.2. Тепловой шум .........................................................................................

42

3.2.3. Дробовой эффект ....................................................................................

46

3.2.4. Квантовый шум.......................................................................................

49

4. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ....................................................

52

4.1. Измерительные преобразования и измерительные преобразователи........

52

4.2. Характеристики измерительных преобразователей неэлектрических

 

величин ................................................................................................................

56

4.3. Классификация преобразователей...............................................................

57

4.4. Резистивные преобразователи механических величин ..............................

60

4.4.1. Контактные преобразователи.................................................................

60

4.4.2. Реостатные измерительные преобразователи .......................................

62

4.4.3. Тензометрические преобразователи (тензорезисторы) ........................

65

4.5. Электромагнитные преобразователи...........................................................

71

4.5.1. Индуктивные, взаимоиндуктивные, магнитоупругие

 

преобразователи ......................................................................................

71

4.5.2. Индукционный преобразователь ...........................................................

77

4.6. Электростатические преобразователи.........................................................

80

4.6.1. Емкостные преобразователи ..................................................................

80

4.6.2. Пьезоэлектрические преобразователи...................................................

88

5. ТЕПЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ...............................................................................

95

5.1. Физические основы тепловых измерений...................................................

95

5.2. Терморезисторы..........................................................................................

100

5.3. Термоэлектрические преобразователи......................................................

108

6. ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ.........................................................................

117

6.1. Физические основы оптических измерений .............................................

117

6.2 Источники оптического излучения ............................................................

129

6.3. Приемники оптического излучения ..........................................................

130

6.3.1. Тепловые приемники............................................................................

131

6.3.2. Фотоэмиссионные детекторы...............................................................

132

6.3.3. Полупроводниковые детекторы...........................................................

135

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................

141

142

Учебное издание

Сюрдо Александр Иванович Бирюков Дмитрий Юрьевич

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Редактор И.В. Меркурьева

Подписано в печать

 

Формат 60×84 1/16.

Бумага типографская

Плоская печать

Усл. печ. л.

Уч.-изд. л.

Тираж

Заказ

Редакционно-издательский отдел УрФУ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 rio@mail.ru

143

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]