《微波傳感器,其它傳感器zqjnew》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、微波簡介定義波長很短的電磁波。具體指從1m到1cm的電磁波。分類分米波（波長從1m到10cm）厘米波（波長從10cm到1cm）毫米波（波長從1cm到10mm）亞毫米波（波長從1mm到紅外線）特點在微波段，不論從理論上還是從技術(shù)上都與低頻和射頻電路迥然不同。微波的產(chǎn)生一、微波諧振腔的原理在低頻電路中電磁振蕩是靠由電感L和電容C組成的振蕩回路在外電路提供的能量激發(fā)下產(chǎn)生的。振蕩頻率為要產(chǎn)生f＝9MHz的微波，L＝0.016?H，C＝0.02pF，一般電路元件的分布參數(shù)遠(yuǎn)比振蕩回路所需之LC值大！“諧振腔”是空心金屬圓柱體電場全部集中在

2、空腔內(nèi)部，沒有輻射損失作為高頻電路的空腔內(nèi)表面積大增，電阻損耗很小“諧振腔”—理想的微波振蕩回路反射式速調(diào)管振蕩器工作原理電子槍諧振腔反射極“制動空間”速調(diào)管的構(gòu)造示意圖速調(diào)管的工作過程陰極發(fā)射電子諧振腔（陽極）調(diào)制電子速度在腔中激起感應(yīng)電流，在上下柵網(wǎng)間產(chǎn)生交變電場，這個交變電場對穿越電子進(jìn)行速度調(diào)制?把密度均勻的電子流變成疏密相間的電子團(tuán)?控制電子團(tuán)返回諧振腔的時機(jī)調(diào)制電子密度反射極（負(fù)電位）微波傳感器微波作為一種電磁波，具有電磁波的所有性質(zhì)微波傳感器是利用微波特性來檢測某些物理量的器件或裝置微波傳感器是一種新型非接觸式測量傳

3、感器微波是波長為1mm～1m的電磁波，可以細(xì)分為三個波段。10.2.1微波傳感器的原理和組成微波特點：需要定向輻射裝置；遇到障礙物容易反射；繞射能力差；傳輸特性好，傳輸過程中受煙霧、灰塵等的影響較小；介質(zhì)對微波的吸收大小與介質(zhì)介電常數(shù)成正比，如水對微波的吸收作用最強(qiáng)。微波傳感器的測量原理及分類原理：由發(fā)射天線發(fā)出微波，此波遇到被測物體時將被吸收或反射，使微波功率發(fā)生變化。若利用接收天線，接收到通過被測物體或由被測物體反射回來的微波，并將它轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過信號調(diào)理電路，即可以顯示出被測量，實現(xiàn)了微波檢測。分類：分為反射式和遮斷

4、式兩類。1.反射式微波傳感器反射式微波傳感器是通過檢測被測物反射回來的微波功率或經(jīng)過的時間間隔來測量被測量的。通常它可以測量物體的位置、位移、厚度等參數(shù)。2.遮斷式微波傳感器遮斷式微波傳感器是通過檢測接收天線收到的微波功率大小來判斷發(fā)射天線與接收天線之間有無被測物體或被測物體的厚度、含水量等參數(shù)的。微波傳感器的組成微波傳感器通常由微波發(fā)生器（即微波振蕩器）、微波天線及微波檢測器三部分組成。1.微波發(fā)生器是產(chǎn)生微波的裝置。由于微波波長很短，即頻率很高（300MHz～300GHz），要求振蕩回路中具有非常微小的電感與電容，因

5、此不能用普通的電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器。構(gòu)成微波振蕩器的器件有調(diào)速管、磁控管或某些固態(tài)器件，小型微波振蕩器也可以采用體效應(yīng)管。2、微波天線由微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號通過天線發(fā)射出去。為了使發(fā)射的微波具有尖銳的方向性，天線要具有特殊的結(jié)構(gòu)。常用的天線有喇叭形、拋物面形、介質(zhì)天線與隙縫天線等。喇叭形天線結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可以看作是波導(dǎo)管的延續(xù)。喇叭形天線在波導(dǎo)管與空間之間起匹配作用，可以獲得最大能量輸出。拋物面天線使微波發(fā)射方向性得到改善。常用的微波天線扇形喇叭天線;(b)圓錐形喇叭天線;(c)旋轉(zhuǎn)拋物面天線;(d)拋物柱面天線

6、3.微波檢測器電磁波作為空間的微小電場變動而傳播，所以使用電流-電壓特性呈現(xiàn)非線性的電子元件作為探測它的敏感探頭。與其它傳感器相比，敏感探頭在其工作頻率范圍內(nèi)必須有足夠快的響應(yīng)速度。作為非線性的電子元件可用種類較多（半導(dǎo)體PN結(jié)元件、隧道結(jié)元件等），根據(jù)使用情形選用。微波傳感器的特點一種新型的非接觸傳感器。①有極寬的頻譜（波長=1.0mm~1.0m）可供選用，可根據(jù)被測對象的特點選擇不同的測量頻率；②在煙霧、粉塵、水汽、化學(xué)氣氛以及高、低溫環(huán)境中對檢測信號的傳播影響極小，因此可以在惡劣環(huán)境下工作；③時間常數(shù)小，反應(yīng)速度快，

7、可以進(jìn)行動態(tài)檢測與實時處理，便于自動控制；④測量信號本身就是電信號，無須進(jìn)行非電量的轉(zhuǎn)換，從而簡化了傳感器與微處理器間的接口。⑤傳輸距離遠(yuǎn)，便于實現(xiàn)遙測和遙控；⑥微波無顯著輻射公害。缺點：微波傳感器存在的主要問題是零點漂移和標(biāo)定尚未得到很好的解決。其次，測量環(huán)境對測量結(jié)果影響大，如溫度、氣壓、取樣位置等。微波傳感器的應(yīng)用微波液位計微波濕度傳感器水分子是極性分子。當(dāng)微波場中有水分子時，偶極子受場的作用而反復(fù)取向，不斷從電場中得到能量（儲能），又不斷釋放能量（放能），前者表現(xiàn)為微波信號的相移，后者表現(xiàn)為微波衰減。這個特性可用水分

8、子自身介電常數(shù)ε來表征，即ε=ε′+αε″ε′與ε″不僅與材料有關(guān)，還與測試信號頻率有關(guān),所有極性分子均有此特性。一般干燥的物體，其ε′在1～5范圍內(nèi)，而水的ε′則高達(dá)64，因此如果材料中含有少量水分子時，其復(fù)合ε′將顯著上升，ε″也有類似性質(zhì)。