有源传感器

有源传感器是一种将非电量转换为电量的传感器。让我们考虑诸如压力、光照和温度等非电量。因此，根据我们选择的非电量，我们将得到以下三种有源传感器。

现在，让我们逐一讨论这三种有源传感器。

压电传感器

当有源传感器产生与压力输入等效的电量时，则称之为压电传感器。以下三种物质表现出压电效应。

这三种物质表现出的压电效应依次为电气石、石英和罗谢尔盐。这三种物质的机械强度依次递增为罗谢尔盐、石英、电气石。

石英用作压电传感器，因为它在这三种压电物质中表现出适中的压电效应，并具有适中的机械强度。

石英传感器的电路图如下所示。如图所示，石英晶体放置在底座和合力构件之间。输出电压可以通过放置在石英晶体两侧的金属电极测量。

上述压力传感器的输出电压 $V_{0}$ 为

$$V_{0}=\frac{Q}{C}$$

当有源传感器产生与光照输入等效的电量时，则称之为光电传感器。光电传感器的电路图如下所示。

光电传感器的工作原理如下所示。

我们可以使用以下公式找到光电传感器的灵敏度。

$$S=\frac{I}{i}$$

其中，

$S$ 是光电传感器的灵敏度

$I$ 是光电传感器的输出电流

$i$ 是光电传感器的光照输入

当有源传感器产生与温度输入等效的电量时，则称之为热电传感器。以下两种传感器是热电传感器的例子。

现在，让我们逐一讨论这两种传感器。

依赖于温度的电阻称为热电阻。简称为热敏电阻。热敏电阻的温度系数为负。这意味着随着温度升高，热敏电阻的阻值降低。

数学上，热敏电阻的阻值和温度之间的关系可以表示为

$$R_{1}=R_{2}e^\left ( \beta \left [ \frac{1}{T_{1}}-\frac{1}{T_{2}} \right ] \right )$$

其中,

$R_{1}$ 是热敏电阻在温度 ${T_{1}}^{0}K$ 时的阻值

$R_{2}$ 是热敏电阻在温度 ${T_{2}}^{0}K$ 时的阻值

$\beta$ 是温度常数

热敏电阻传感器的优点是它会产生快速且稳定的响应。

热电偶传感器会针对输入温度的相应变化产生输出电压。如果将两种不同金属的导线连接在一起以形成两个结点，则整个结构称为热电偶。基本热电偶的电路图如下所示：

上述热电偶具有两种金属 A 和 B 以及两个结点 1 和 2。考虑结点 2 处的恒定参考温度 $T_{2}$。设结点 1 处的温度为 $T_{1}$。只要 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ 的值不同，热电偶就会产生电动势（电动势）。

这意味着，只要两个结点 1 和 2 之间存在温差，热电偶就会产生电动势，并且它与这两个结点之间的温差成正比。数学上，它可以表示为

$$e \alpha \left ( T_{1}-T_{2} \right )$$

其中，

$e$ 是热电偶产生的电动势

上述热电偶电路可以表示为如下所示，以用于实际应用。

电路中位于热结点和冷结点之间的部分（包括这两个结点）是基本热电偶的等效模型。一个 PMMC 检流计连接到冷结点，并根据冷结点上产生的电动势偏转。热电偶传感器是最常用的热电传感器。

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