工业PH酸度计使用说明书中美合资苏州华能仪控有限公司
一、概述 CAN_BUS_PH（以下简称PH模块）是我公司现场总线I/O模块家族中的一员，智能网络化PH模块采用低功耗液晶显示界面、数字化网络CAN总线技术，实现了在线仪表数据的远程传输、远程控制和远程参数设置等功能。网络通讯采用现场总线模式，直接接入电厂DCS/MIS系统。PH模块广泛应用于电厂、化工、医药、造纸、电子等领域中溶液PH酸度的连续监测。PH酸度计测量模块，用于将PH、温度的输入信号转换为CAN总线数字信号并上传至上位机。具有液晶显示、键盘操作和自动温度补偿功能，并可在线修改电极斜率和温度补偿系数。此外该模块外配数字温度传感器，使温度误差更小，性能更稳定。隔离输出的工业标准4-20mA电流信号也大大方便了与远程工控的数据传输。 二、仪器特点 显示清晰、操作方便 1．人机交互界面 2．高亮度液晶显示 3．操作简单直观易学 4．显示被测溶液的pH值、温度值、模块的通道值等 网络化 1．仪表通过现场总线与微机通讯，实现远程设置与控制 2．现场总线上可挂接110 块CAN_BUS仪表 功能众多 1.由微控制器实现自动温度补偿 2.采用高精度温度传感器，精度高，稳定性好 3.采用先进的微机技术，电流校正，软件补偿方法，不需调节任何硬件电路来校准电流输出 和温度 4.提供电导率的隔离4～20mA电流输出 三、性能 1、测量范围： pH：0-14 温度：0--70℃ 2、基本示值误差：pH≤±0.05pH 温度≤±0.5℃ 3、稳定性：示值漂移±0.25％FS/24小时 4、CAN通讯参数：速率125K 方式多主 四、仪表工作条件 ⑴环境温度： (0～45)℃ ⑵相对湿度： <90%
pH 值传感器 (型号：PH-BTA或PH-DIN) 所有传统的pH 计的实验或示范都可以用我们的pH 值传感器。使用此传感器更 可以自动采集数据、作图表、数据分析等功能。它的典型应用是：研究家庭常见的 酸和碱、酸碱滴定、在化学反应、水族箱内光合作用过程中监测pH 的变化、研究 酸雨和缓冲液、河流和湖的水质分析等。 威尼尔(Vernier) 有多本实验手册都有各种使用pH 值传感器的实验。 化学使用威尼尔 水质使用威尼尔 生物使用威尼尔 物理科学威尼尔 初中科学使用威尼尔 科学使用掌上电脑 高级化学使用威尼尔 用pH 值传感器采集数据 以下是使用pH 值传感器的一般操作流程： 数据采集软件 此传感器可以与一个界面以及以下的数据采集软件一起使用。 ?Logger Pro 3 这个计算机程序可配合LabQuest、LabPro、或威尼尔动手做！连接使用。?Logger Pro 2 这个计算机程序可配合ULI 或Serial Box Interface 使用。 ?Logger Lite 这个计算机程序可配合LabQuest、LabPro、或威尼尔动手做！连接使用。?LabQuest App 这个程序是当单独使用LabQuest 时配合使用的。 ?EasyData App 这个TI-83+ 和TI-84+ 计算器应用可配合CBL 2、LabPro、和威尼尔EasyLink 一起使用。我们建议使用2.0 或更新的版本，您可以从威尼尔的网站， https://www.doczj.com/doc/159766824.html,/easy/easydata.html，下载，然后转移到计算器上。查看威尼尔的网站，https://www.doczj.com/doc/159766824.html,/calc/software/index.html，可得到更多有关应用与程序转移指南的信息。?DataMate 程序采用DataMate 配合LabPro 或CBL 2 与以下计算器使用：TI-73、TI-83、TI-86、TI-89、和Voyage 200。在LabPro 和CBL 2 的使用说明书中可看到将程序转移到计算器的指示。 1如果你是配合ULI 或SBI 使用Logger Pro 2，pH 值传感器是不能自动识别的。在探头与传感器文件夹中打开一个pH 值传感器的实验文件。
用于游泳池的余氯传感器和浊度传感器 余氯传感器 余氯传感器按照测量原理不同，可分为隔膜式极谱型传感器和恒电压型传感器，用于对余氯进行连续监测。 余氯传感器适用于制水行业、灌装行业的余氯、二氧化氯或溶解臭氧的测量，也适用于饮用水、工业过程水消毒杀菌工艺的余氯浓度在线监测，并可用于游泳池等需要测量余氯浓度的场所。 测量原理 1、隔膜式极谱型传感器，由阴极、阳极、电解液及阴极上覆盖的一层气透性薄膜构成。被测液中余氯通过隔膜扩散至阴极上，阴极与阳极间适当的极化电压可在阴极上将余氯还原，这些化学反应产生与所测量溶液中余氯成正比的电流。 2、恒电压型传感器，由两个铂电极与一个参比电极组成一个微电池测量系统。测量时在电极测量端保持一个稳定的电位势，不同的被测成份在该电位势下产生不同的、线性良好的电流强度。 特点 1、极谱型传感器的特点是： 反应灵敏，准确度高，稳定性好 操作简便，维护量小 适用于各种介质，膜不易损坏、抗污染 2、恒电压型传感器的特点是： 具有稳定的零点性能，确保测量准确可靠 结构简单，易于清洁 适用于水中的余氯、二氧化氯、臭氧测量 技术参数 1、极谱型余氯电极的技术参数 测量HOCl/余氯微量HOCl/余氯 量程范围0.05～20ppmHOCl0.01～5ppm 极化时间第一次30min第一次90min 第二次10min第二次45min 响应时间：90%﹤2min（室温），95%﹤5min（室温）
温度范围：测量时2～45℃ 最小流速：200～250ml/min，流通式流量不能小于30L/h pH范围：4～8.2pH 耐压范围：0～1bar 温度补偿：热敏电阻阻值由用户定制 电极电缆：3m高阻抗低噪音屏蔽电缆线 电极尺寸：直径20mm，长度70mm 电极材质：316L不锈钢壳体，POM膜帽，PTFE膜 2、恒电压型余氯电极的技术参数： 测量范围：0～2ppm、2～20ppm、0～200ppm 电极：2个铂金环 参比电极：gel带annular接点 材料：玻璃 电极电缆：3m高阻抗低噪音屏蔽电缆线 工作压力：10bar在20℃（最大） 电极尺寸：直径12mm，长度110mm 浊度传感器 浊度传感器是一种专门用于检测水污浊程度的传感器，可用于洗衣机、洗碗机等产品的水污浊程度的测量，也可运用于游泳池等运用领域的水质监测中。 工作原理 浊度是由水中的悬浮颗粒引起的，悬浮颗粒会漫反射入射光，通常采用90度那个方向的散射光做为测试信号。散射光与浊度符合多段线性关系，因此传感器需要多点标定。而且光源强度和温度变化均会影响测量结果的准确性。经多次实验研究和理论推算，发现散射光与透射光的比值与浊度符合线性关系。本传感器采用散射光与透射光比值代替单纯的散射光测量浊度，传感器的准确度、可靠性提高，维护更加简单，抗污性增强。
pH传感器的研究背景和进展 摘要对于pH的研究在我们的生活、食品、医药、工业等领域中是必须要做的工作，随着科学技术水平的不断提高，对于pH传感器的研究也日趋活跃，并且取得了很大的成果，本文将对近年来发展起来的一些具有代表性pH传感器进行综述性的描述，介绍了不同PH传感器的适用范围，并对PH传感器的发展前景做出了展望。 关键字pH传感器稳定性 The Backgrounds and Progress of pH Sensors Abstract For pH research in our life, food, pharmaceutical and industrial field is to do, with the improvement of science and technology, the research for pH sensors also has become increasingly active, and made great achievements, the paper will be developed in recent years of some representative pH sensors for the description of the review, this paper introduces different pH sensors, the applicable scope of the pH sensors and looks forward to the development prospect. Keywords pH sensors ;stability 我们身边的每一种物质都具有不同的PH值，并且PH值对物质的性质有很大的影响，因此物质PH的研究对我们的生活与科研具有很重要的意义，而对PH 传感器的研究也更成为一个必不可少的课题。在70年代以前,pH化学传感器主要是各种玻璃电极、金属一金属氧化物电极、离子选择性电极及(醌)氨醌电极等。而随着科学技术的不断发展，传统的PH传感器在各个领域已经不能满足研究的需求。用传统的玻璃电极进行pH测量时往往会产生一定的困难,如:玻璃电极存在酸差、阻抗拒高、易破损、需要内部溶液、不能用于含HF溶液中的pH测定、且在高碱度情况下存在“钠误差”和不能用于微环境的PH测定。而除了液体，我们还需要对固体、软流体等在不同环境下进行PH测量。面对之前的PH传感器的不足，后来的科学家们进行了不断的弥补与创新，本文将对这些一一作出介绍。而在现实的应用中，我们更是迫切的需要实时的获取PH值。如在医院的临床监护、工厂的化学过程控制、人类工作与生活环境的监测与保护等领域以及那些难于采样的危险场所，化学信息的获取也是十分棘手的。因此，对于已有pH传感器的研究应用以及进行新的pH传感器的开发、应用是十分重要的。 1．8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极pH传感器 我们已知传统的玻璃电极具有很多的缺陷，为了克服这些缺陷，人们开始致
传感器及其工作原理 【三维目标】 1．知识与技能： （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用。 2．过程与方法： 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践 能力和创新思维能力。 3．情感、态度与价值观 （1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 【教学难点】：分析并设计传感器的应用电路。 【教学方法】：实验、探究、讨论 【教学用具】：干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 【教学过程】 一、引入新课 准备知识：从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。
PH传感器的工作原理 ph传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。ph传感器常用来进行对溶液、水等物质的工业测量。 PH传感器，可以对大型反应槽或制程管路中pH值测定；耐高温 杀菌、CIP清洗；电极长度有120、150、220、250、450mm 等多种 选择。用于多种场合的PH值测量，比如：废水污水场合PH值测量，电镀废水场合PH值测量，高温场合PH值测量，发酵场合PH值测量，高压场合PH值测量等多种场合PH值的测量。 PH传感器特点 快速的电缆接头，防水功能，避免安装时出现电缆扭绞现象寿命长，在有毒离子水溶液中性能良好 多种安装方式，便于装配
抗化学腐蚀能力强，整体密封，消除泄漏现象 PH传感器的工作原理 PH测量属于原电池系统，它的作用是使化学能转换成电能，此电池的端电压被称为电极电位；此电位由两个半电池构成，其中一个称为测量电极，另一个称为参比电极；此电位遵循能斯特方程: 对于氧化还原体系: Ox + ne" o Red E=E0(WM+—ln^ 对于金属电极，还原态是纯金属，其活度是常数，定为1，则上式可写作: 式中：E—电极电位 E0 —电极的标准电压 R—气体常数（8.31439焦耳/摩尔和C ） T—开氏绝对温度（例: 20 C =273+293 开尔文) F —法拉弟常数（96493库化/当量） n —被测离子的化合价（银=1 ，氢=1 ）
aMe —离子的活度 对于PH 电极。它是一支端部吹成泡状的对于pH 敏感的玻璃膜的 玻璃管。管内充填有含饱和AgCI 的3mol/lkcl 缓冲溶液，pH 值为7 存在于玻璃膜二面的反映PH 值的电位差用Ag/AgCI 传导系统，如第 二电极，导出。PH 复合电极如图。 此电位差遵循能斯特公式： E=E0+ R * T * In a H30^n - F E =59. 16mv/25 9C per pH 式中R 和F 为常数，n 为化合价，每种离子都有其固定的值。对于 氢离子来讲，n=1。温度“ T ”做为变量，在能斯特公式中起很大作用。 随着温度的上升，电位值将随之增大。对于每「C 的温度变大，将引 起 电位0.2mv/perpH 变化。用pH 值来表示，则每1 C 第1pH 变0.0033pH 值。这也就是说：对于20~30 C 之间和7pH 左右的测量来讲，不需要 对温度变化进行补偿；而对于温度〉30 C 或V 20 C 和pH 值〉8pH 或 6pH 的应用场合则必须对温度变化进行补偿。 内参比电极的电位是恒定不变的，它与待测试液中的H+活度（pH ） 无关， pH 、ImoJ L -i J_ 贰?比电■ Ka -MM ft 璽仓pj 屯换曲箔恂示意囹
电气原理图
程序： ORG 0050H MAIN: MOV P1, 00H; //为数码管赋初值 LOOP: LCALL KEY1; //调用键盘程序1，判断开始键是否按下，测量是否开始 LCALL KEY2; //调用键盘程序2，判断采样键是否按下，采样是否结束 LCALL ADC; //调用A/D转换程序，采样 LCALL NTU; //调用浊度标定程序，实现电压浊度的转化 LCALL LED; //调用显示程序，LED显示浊度数据 KEY1： MOV P2，#0FFH; //先将P2口置为高电平 MOV A, P2; //读取当前P2口的状态 CPL A; //对PO的状态取反 JZ KEY1; //判断A值，为零则重新扫描，不为零则执行下一步JNB ACC.3，KEY1; //判断开始键（W3）是否按下，否则重新扫描 RET; KEY2: MOV P2，#0FFH; MOV P2，A; CPL A; JZ KEY2; JNB ACC.4，KEY2; //判断采样键(W2)是否按下，否则重新扫描 RET; ADC: CLR A; MOVX @DPTR, A; //启动转换 JNB P2.4, ADC; CLR A; MOVX A,@FPTR; //转换采样数据输入A中 MOV R0，A;//将累加器A中数据存入工作寄存器R0中 RET; NTU: MOV A, R0; MOV R1，#0.3AH;//输入斜率值 MOV B, R1,; MUL A B;//相乘 MOV R2，A; //存放积的低8位 MOV R3，B; //存放积的高8位 CLR A; //清零 CLR C; //清零 MOV C, #14H;//赋值被减数 MOV A, R3; SUBB A, C;//执行减法
水质PH传感器 PH传感器，用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，其通常由化学部分和信号传输部分构成。PH传感器常用来进行对溶液、水等物质的工业测量。 PH值传感器是一种科学仪器，PH值传感器适用于笔型BPHS CAN，便携式BPH220、BPH221，实验室台式BPH252、BPH303、BPH305和在线式BPH200A、BPH200B、BPH200D等，广泛应用于工业、电力、农业、医药、食品、科研和环保等领域。该仪器也是食品厂、HACCP认证、饮用水厂办QS中的必备检验设备。 特点 1. 快速的电缆接头，防水功能，避免安装时出现电缆扭绞现象； 2. 寿命长，在有毒离子水溶液中性能良好； 3. 多种安装方式，便于装配； 4. 抗化学腐蚀能力强，整体密封，消除泄漏现象。 应用
PH传感器可以对大型反应槽或制程管路中pH值测定；耐高温杀菌、CIP清洗；电极长度有120、150、220、250、450 mm等多种选择。贝尔公司T255,T335PH传感器用于多种场合的PH值测量，比如: 废水污水场合PH值测量，电镀废水场合PH值测量，高温场合PH 值测量，发酵场合PH值测量，高压场合PH值测量等多种场合PH 值的测量。 清洗与保养 1、电极避免干放，当电极不用时，要用水冲洗干净并插回加有 3molKcl的盛液套内，或者将电极插入加有3molKcl的容器中。 2、检查接头处是否干燥清洁，如有玷污，需用无水酒精擦洗干净吹干后使用。 3、pH电极应定时清洗，若电极玻璃球泡与聚四氟乙烯环形液接界污染，可用下列试剂清洗。 ①油脂或含油物可用表面活性剂清洗。 ②钙沉淀物或金属氢氧化物可用10%的稀盐酸清洗。
一体式在线浊度传感器 用户手册 目录 一、设备应用环境说明 (3) 二、技术参数、功能和规格要求 (3) 1. 尺寸图 (3) 2. 技术参数 (4) 3. 数据通信 (4) 4. 维护日程和方法 (6) 5. 注意事项 (6) 6. 线缆定义 (7) 7. 常见问题解答 (7)
一、设备应用环境说明 ● 0.1～1000 NTU ●精度＜5%或 0.3 NTU ●0～50℃；IP68 防护，水深 10 米内，最大压力 6bar ●90°角散射光原理,内置温度传感器 ●支持 RS-485，MODBUS 协议 ●光纤式结构，抗外界光干扰能力强 ●红外 LED 光源，稳定性高 ●方便、快速、稳定、易维护 二、技术参数、功能和规格要求 1. 尺寸图 注意:安装时距离液体侧壁和液体底部保持 50mm 以上的距离
2. 技术参数 3. 数据通信 3.1数据格式 Modbus 通信默认的数据格式为: 9600、n、8、1（波特率 9600bps、1 个起始位、8 个数据位、无校验、1 个停止位）。 波特率等参数可以定制。 3.2 信息帧格式(xx 代表一个字节） a) 读数据指令帧： b) 读数据应答帧：
c) 写数据指令帧： d) 写数据应答帧： 3.3 寄存器地址
3.4 命令示例 a) 设置设备 ID 地址： 作用：设置电极的 Modbus 设备地址； 将设备地址 01 改为 14，范例如下 请求帧：01 10 30 00 00 01 02 14 00 99 53 应答帧：01 10 30 00 00 01 0E C9 b) 开机指令： 作用：让探头连续发光，开始浊度测量。 请求帧：01 03 25 00 00 00 4E C6 应答帧：01 03 00 20 F0 c) 开始测量指令： 作用：获取测量探头的温度和浊度值；温度的单位为摄氏度，浊度值的单位为NTU。 请求帧：01 03 26 00 00 04 4F 41 应答帧：01 03 08 00 00 8D 41 00 00 8D 41 12 65 读数示例： 为 17.625NTU。 d) 校准指令： 作用：设置两个校准参数 K，B；一般默认值为：K=1；B=0。 请求帧：01 10 11 00 00 04 08 00 00 80 3F 00 00 00 00 81 AE 应答帧：01 10 11 00 00 04 C4 F6
pH传感器的发展现状 摘要对于pH的研究在我们的生活、食品、医药、工业等领域中是必须要做的工作，随着科学技术水平的不断提高，对于pH传感器的研究也日趋活跃，并且取得了很大的成果，本文将对近年来发展起来的一些具有代表性pH传感器进行综述性的描述，介绍了不同PH传感器的适用范围，并对PH传感器的发展前景做出了展望。 关键字 pH传感器稳定性 我们身边的每一种物质都具有不同的PH值，并且PH值对物质的性质有很大的影响，因此物质PH的研究对我们的生活与科研具有很重要的意义，而对PH 传感器的研究也更成为一个必不可少的课题。在70年代以前,pH化学传感器主要是各种玻璃电极、金属一金属氧化物电极、离子选择性电极及(醌)氨醌电极等。而随着科学技术的不断发展，传统的PH传感器在各个领域已经不能满足研究的需求。用传统的玻璃电极进行pH测量时往往会产生一定的困难,如:玻璃电极存在酸差、阻抗拒高、易破损、需要内部溶液、不能用于含HF溶液中的pH测定、且在高碱度情况下存在“钠误差”和不能用于微环境的PH测定。而除了液体，我们还需要对固体、软流体等在不同环境下进行PH测量。面对之前的PH传感器的不足，后来的科学家们进行了不断的弥补与创新，本文将对这些一一作出介绍。而在现实的应用中，我们更是迫切的需要实时的获取PH值。如在医院的临床监护、工厂的化学过程控制、人类工作与生活环境的监测与保护等领域以及那些难于采样的危险场所，化学信息的获取也是十分棘手的。因此，对于已有pH传感器的研究应用以及进行新的pH传感器的开发、应用是十分重要的。 1．8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极pH传感器 我们已知传统的玻璃电极具有很多的缺陷，为了克服这些缺陷，人们开始致力于非玻璃电极的研究，其中之一便是使用化学修饰电极。 张玉等人对8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极pH传感器进行了制备并对其性能及稳定性与重现性进行了研究,并取得了良好结果。他们将铂丝电极分别用1∶1硝酸溶液,无水乙醇和二次蒸馏水超声清洗5 min，放入含有0.01 mol/L8-羟基 15 min以除喹啉-5-磺酸(HQS)的0.1 mol/L(pH=4. 0)HAc-NaAc修饰液中，通N 2 去O2，于0. 4 V～1. 4 V电位范围内进行12圈循环伏安扫描，扫描速度为0. 1 V/s，再此电极在修饰液中再浸泡10 min后，便制的了8-羟基喹啉-5-磺酸修饰电极。该电极在pH 1. 7到12. 9的范围内pH值与电极电位呈良好的线性关系。
光电传感器特性分析 摘要：随着科技的发展，人类越来越注重信息和自动化，在日常的生产学习过 程中，人们常常要进行自动筛选、自动传送，而为了实现这些，光电传感发挥了不可磨灭的作用。光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性因受到光的照射而发生变化。 关键词：光电效应、光电传感器、光敏材料 一、 理论基础——光电效应 光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应，大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都属于内光电效应类传感器。 1.外光电效应 光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大，电子会克服束缚逸出表面，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应。 根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率，h 为普朗克常数)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律： 式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,w 为逸出功。 由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是hv>w 。由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率 限称为“红限”。相应的波长为 式中，c 为光速，w 为逸出功。 2.内光电效应 当光照射到半导体表面时,由于半导体中的电子吸收了光子的能量,使电子从半导体表面逸出至周围空间的现象叫外光电效应。利用这种现象可以制成阴极射线管、光电倍增管和摄像管的光阴极等。半导体材料的价带与导带间有一个带隙,其能量间隔为Eg 。一般情况下,价带中的电子不会自发地跃迁到导带,所以半导体 w hv -=2mv 2 1 w hc K = λ
光电传感器特性分析 摘要：随着科技的发展，人类越来越注重信息和自动化，在日常的生产学习过程中，人们常常要进行自动筛选、自动传送，而为了实现这些，光电传感发挥了不可磨灭的作用。光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性因受到光的照射而发生变化。 关键词：光电效应、光电传感器、光敏材料 一、理论基础——光电效应 光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应，大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都属于内光电效应类传感器。 1.外光电效应 光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大，电子会克服束缚逸出表面，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应。 根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v为光波频率，h为普朗克常数)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正
离子的束缚，另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律： 式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,w 为逸出功。 由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是hv>w 。由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大， 都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。相应的波长为 式中，c 为光速，w 为逸出功。 2.内光电效应 当光照射到半导体表面时,由于半导体中的电子吸收了光子的能量,使电子从半导体表面逸出至周围空间的现象叫外光电效应。利用这种现象可以制成阴极射线管、光电倍增管和摄像管的光阴极等。半导体材料的价带与导带间有一个带隙,其能量间隔为Eg 。一般情况下,价带中的电子不会自发地跃迁到导带,所以半导体材料的导电性远不 如导体。但如果通过某种方式给价带中的电子提供能量,就可以将其 激发到导带中,形成载流子,增加导电性。光照就是一种激励方式。当入射光的能量hν≥Eg（ Eg 为带隙间隔)时,价带中的电子就会吸收 光子的能量,跃迁到导带,而在价带中留下一个空穴,形成一对可以导电的电子——空穴对。这里的电子并未逸出形成光电子,但显然存在着由于光照而产生的电效应。因此,这种光电效应就是一种内光电效应。从理论和实验结果分析,要使价带中的电子跃迁到导带,也存在一 w hv -=2mv 21 w hc K = λ
江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图
教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及， 所以又有亲切 感
用户需求分析报告 目录 1.概述 (2) 1.1浊度在水质监测中的意义 (2) 1.2浊度传感器的标准 (2) 2. 浊度传感器现状 (2) 2.1国内外发展现状 (2) 2.2几种测量原理的比较 (3) 2.3 国内外传感器 (3) 2.4 技术要求（无国标） (4) 3.具体要求 (4) 3.1测量原理 (4) 3.2技术要求 (6) 3.2技术方案 (6) 4.可行性分析 (7) 5.评审意见（包括开发人员、市场营销人员、总工、总经理） (7)
1.概述 1.1浊度在水质监测中的意义 水的浊度是衡量水质良好与否的重要标准，我国是一个水资源匮乏的国家，也是水污染严重的国家，每年都有大量的未经处理的污水排入湖泊河流，面对日益严峻的水环境形势，以及人们生活质量要求的提高，人们对水质的要求也相应的提高。因此，在这种情况下，大力提高水质检测水平，普及水质监测的力度，成为一个刻不容缓的事情。 1.2浊度传感器的标准 标准有：GB-T 13200-91 水质浊度的测定 ISO 7027 1999 水质浊度的测定 2. 浊度传感器现状 2.1国内外发展现状 国外的浊度仪的研究较早，像HACH、ABB、E+H、WTW、YSI等公司已经开发出了基于不同光源的浊度仪。如HACH的1900系列和2100系列、WTW的VisoTurb 700IQ、E+H的Turbimax CUS51D等。 国内浊度仪起步较晚，测量精度还有待提高。上海仪电的WGZ 系列、武汉沃特WT-RCOT在线浊度仪、贝尔分析仪器（大连）BSS-200D及苏州禹山 Y510-A便携式浊度仪等。 与国外相比较，我国浊度仪存在着精度不高、可靠性和稳定较差问题，智能化、小型化发展较为缓慢。
pH传感器 操作说明书 中国区代理商： 上海卯林机电设备有限公司 地址：上海市闵行区外环路352号D205室 电话： 传真： email:
网址：目录 1. 安全预防措施 (3) 健康与安全 (3) 环境保护 (3) 化学品 (3) 2 pH传感器 (4) 测量原理 (4) 技术规格 (4) 耐压型pH流通池 (4) 3 设置................................................................................................ (5) 安装 (5) 传感器安装.................................................................................................................................................... .. (5) 耐压型密闭式流通池....................................................................................................................................... (5) 敞开式流通池 (6) 4. 传感器接线 (7)
ph传感器输入接线.........。. (7) 5. 传感器调试 (8) 开始使用前的准备 (8) 安装 (8) 校准与标准化 (8) 校准.................................................................................................................................... . (9) 标准化 (10) 高级维护选项 (10) 6. 传感器维修 (11) 6 .1 传感器清洗.......................................................................................................................................... .. (11) 传感器保存.......................................................................................................................................... (11) 7. 维修 (12)
TS浊度传感器在洗衣机中的应用 【大比特导读】如今，全自动洗衣机已走进千家万户，其功能也越来越多，花样不断翻新。判断洗衣机性能的参数已经不再是最基本的洗净比、能耗以及耗水量等指标。 如今，全自动洗衣机已走进千家万户，其功能也越来越多，花样不断翻新。判断洗衣机性能的参数已经不再是最基本的洗净比、能耗以及耗水量等指标。 1 引言 如今，全自动洗衣机已走进千家万户，其功能也越来越多，花样不断翻新。判断洗衣机性能的参数已经不再是最基本的洗净比、能耗以及耗水量等指标。通常是用户根据经验设置洗衣机的洗涤时间和漂洗次数，要让洗衣机自动处理，通常会优先满足洗净比的要求，而对能耗和耗水量的考虑则较少，造成水电的浪费。 采用浊度传感器测量衣物的污浊程度，是一个比较可行的方法，通过判断污浊程度，确定最佳的洗涤时间和漂洗次数，可以用较少的能耗和耗水量获得满足要求的洗净比。 2 TS浊度传感器 TS浊度传感器是GE公司开发的一种专门用于家电产品的低成本传感器，主要用于洗衣机、洗碗机等产品的水污浊程度的测量。通过测量水的污浊程度来判断所洗物品洁净程度，从而确定最佳的冼涤时间。 该传感器的工作原理是：当光线穿过一定量的水时，光线的透过量取决于该水的污浊程度，水越污浊，透过的光就越少。光接收端把透过的光强度转换为对应的电流大小，透过的光多，电流大，反之透过的光少，电流小。通过测量接收端电流的大小，就可以计算出水的污浊程度。 浊度电流信号经过电阻R1转换为0 V～5 V电压信号，利用A/D转换器进行采样处理，单片机就可以获知当前水的污浊度。 实际使用时需要通过实验获得衣物污浊程度的经验数据。
3 系统硬件 按键、显示、负载驱动、输人水位门开关信号等均为常规电路，与单片机的相应端口连接即可。负载通常用可控硅驱动。通讯接口采用单片机具有的UART接口，可以连接其他外部设备，是备用接口。 洗衣机的基本功能大体相同，洗涤衣物是否干净完全靠用户的经验和感觉，用户可以通过设定洗涤时间和漂洗的次数来满足洗涤要求，本文不做详细介绍。 这里介绍带有浊度传感器的洗衣机，通过浊度传感器检测当前衣物的脏污程度来确定衣物的洗涤时间和漂洗次数，以达到既洗净衣物，又节省水电的目的。 浊度传感器连接单片机的A/D输入接口，信号直接连接即可，也可在中间串联一只1 kΩ的电阻，并联一只0.1μF的电容进行滤波。 4 软件设计 为了检测衣物的污浊程度，采用如下特殊处理过程： 首先让洗衣机洗涤60 s，然后停止洗涤，等待15 s，让水平静，水中气泡挥发以减少气泡的影响，然后进行污浊度检测。根据表1数据确定洗涤时间。表中数据实际分成了3部分，每部分采用不同的洗涤电机转停比，以获得更好的洗净效果，表中1项和2项采用较低的转停比，6～8项采用较高的转停比，中间项则采用标准的转停比。 洗衣机完成洗涤过程，排水脱水后，再进水漂洗。
DZ 系列浊度仪采用双光束光路，有二个高度对称的光学、电学通道，产生相同的感应，测差不变，在除法电路中得以抵消，使仪器具有长期稳定性和抗干扰能力；采用线性化电路，使测量结果成线性显示；采用温度补偿，模拟除法功能等电路，消除噪音等专项技术，保证了仪器的高度灵敏和优良的重现性。 1、原理 ZD 系列浊度测量仪采用90° 散射光原理，光路原理如下 图： Io ——入射光 It ——透射光 Is ——散射光 D ——溶液浑浊度 浊度区分： 小于10NTU 为低浊度， 11-100NTU 为中浊度， 大于100NTU 为高浊度 浊度单位换算：1NTU=1度=1mg/L=1ppm 一束特定光谱的平行光通过溶液时，一部分被吸收和散射，一部分透过溶液。与入射光成90°方向的散射光的强度符合雷莱公式： Is= KNV 2 Io 入4 Io ——入射光强度 Is ——散射光强度 N ——单位溶液微粒数 V ——微粒体积 入——入射光波长 K ——系数 在入射光恒定的条件下，在一定浊度范围内，散射光强度和溶液的浑浊度成正比。上式可整理改写为: Is =K′N （K′表示常数） Io 根据这一公式，我们可以通过测定水样中微粒的散射光强度来测量水样的浑浊度。这是本产品的 基本测量原理。DZ 系列浊度仪高浊度测量采用的是散射和透射结合型原理。 2、基本电路方框图:
散射光结构结构仪器工作原理图 光电传感器由光源、透镜、光电元件等组成，当光线通过被测液样时，与入射光成90°方向的散射光作用于光电元件，产生了随浊度变化的电信号，该信号与基准信号一起送入信号处理器。信号处理器以集成电路为核心，构成性能稳定的电子线路，对信号进行放大、滤波、运算、补偿等处理，使其在整个测量范围内与被测液样的浊度成线性关系。 稳压电源由变压器、稳压模块等组成，将220伏交流电变换成仪器所需要的直流工作电压。
在线PH传感器 使用手册 目录 一、设备应用环境说明 (3) 二、技术参数、功能和规格要求 (3) 1. 技术参数 (3) 2. 尺寸图 (4) 3. 通讯协议 (4) 4. 安装方式 ....................... .. (6) 5. 接线 .................... .. (7) 6. 质量保证 ............... . (7) 7. 配件和备件 ................... . (7) 8. PH 电极使用保养 (7) 9. 售后服务承诺 (8) 一.设备应用环境说明
用于酸/碱/盐溶液、化学反应过程中、工业生产过程中，能够满足大多数工业 应用对在线PH测量的苛刻要求。 ★信号输出： RS485（ Modbus/RTU 协议）。 ★方便连接到 PLC、DCS、工业控制计算机、通用控制器、无纸记录仪器或触 摸屏等第三方设备。双高阻抗差动放大器，抗干扰强，响应速度快。 ★专利的 pH 探头，内部参比液在至少 100KPa（1Bar）的压力下，极其缓慢 的从微孔盐桥中渗出，其正向渗出持续20 个月以上。这样的参比系统非常稳定，电极寿命比普通工业电极成倍延长。 ★易于安装：3/4 英寸 NPT 螺纹（管螺纹），便于安装在管道和罐体。探头和显示部分可分开，通过电缆连接。 ★ IP68 防护等级。 二. 技术参数、功能和规格要求 1. 技术参数
2. 尺寸图 3. 数据通讯 3.1 数据格式 Modbus 通信默认的数据格式为: 9600、n、8、1（波特率 9600bps、1 个起始位、8 个数据位、无校验、1 个停止位）。 波特率等参数可以定制。 3.2 信息帧格式 a) 读数据指令帧： b) 读数据应答帧： c) 写数据指令帧： d) 写数据应答帧(同写数据指令帧)：
传感器 【教材分析】： 《6.1 传感器及其工作》是新人教版高中物理选修3-2第六章第一节的教学内容，主要学习一些简单传感器，以介绍为主，课程内容比较简单。 【教学目标】 一、知识与技能： （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用。 二、过程与方法： 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。 三、情感、态度与价值观： （1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。 【教学重点】：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 【教学难点】：分析并设计传感器的应用电路。 学情分析： 从上世纪八十年代起，国际上出现了“传感器热”，传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。学生对传感器了解较少，教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。 【教学方法】：实验、探究、讨论 【教学用具】：干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 【课时安排】1课时 【教学过程】 预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性 一、引入新课： 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放