Principios F Sicos De La Detecci N

Principios físicos de la detección.

Debido a que un sensor es un convertidor de efectos generalmente no eléctricas en señales eléctricas, uno y, a menudo se requieren varias etapas de transformación antes de la señal de salida eléctrica puede ser generada. Estas medidas implican cambios de los tipos de energía, donde la final paso debe producir una señal eléctrica de un formato conveniente.
,hay dos tipos de sensores: directa y compleja. Un sensor directa es la que puede convertir directamente un estímulo no eléctrica en una señal eléctrica. Muchos estímulos no se pueden convertir directamente en electricidad, se requerirían así múltiples pasos de conversión. . A (excitación) de la señal piloto es generada por un diodo emisor de luz (LED), transmitido a través de una fibra ópticapara el objeto y reflejada desde la superficie. El flujo de fotones reflejada entra en la fibra óptica y se propaga hacia la recepción de un fotodiodo, donde se produce una corriente eléctrica que representa la distancia desde el extremo de fibra óptica para el objeto. Vemos que un sensor de este tipo implica la transformación de la corriente eléctrica en fotones, la propagación de los fotones através de algunos medios de refracción, reflexión, y la conversión de nuevo en corriente eléctrica. Por lo tanto, tal proceso de detección incluye dos pasos de conversión de energía y una manipulación de la señal óptica también.
Este capítulo examina diversos efectos físicos que pueden ser utilizados para una directa la conversión de los estímulos en señales eléctricas. Debido a que todos estosefectos se basan en los principios fundamentales de la física, repasamos brevemente estos principios desde el punto de vista de las tecnologías de sensores.

Las cargas eléctricas, campos y Potenciales

Hay un fenómeno bien conocido por los que viven en climas secos-la posibilidad de la generación de chispas por fricción implicados en caminar por la alfombra. Este es el resultado de la llamadaefecto triboeléctrica, 1 que es un proceso de un eléctrica cobrar la separación debido a objetar los movimientos, la fricción de las fibras de la ropa, la turbulencia del aire, ambiente electricidad, y así sucesivamente. Hay dos clases de carga.
una carga negativa y la otra positiva. Estos nombres se han mantenido al día de hoy. Se realizó un experimento elegante con un vuelo de la cometa en unatormenta de demostrar que la electricidad atmosférica es de la misma clase como la producida por la fricción.
Un efecto triboeléctrica es el resultado de una redistribución de carga mecánica. Por ejemplo, frotando una varilla de vidrio con las tiras de seda electrones de la superficie de la varilla, por lo tanto dejando una abundancia de cargas positivas (es decir, dando a la varilla una cargapositiva). Debería cabe señalar que la carga eléctrica se conserva: Es ni se crea ni se destruye.
Un efecto triboeléctrica influye en un número extremadamente pequeño de electrones como comparación con la carga electrónica total de un objeto. La cantidad real de los cargos en cualquier objeto es muy grande. Para ilustrar esto, consideremos el número total de los electrones en un centavo de cobre EE.UU.2 [1]. La moneda pesa 3,1 g; Por lo tanto, se puede demostrar que el número total de átomos en que es aproximadamente 2,9 × 1022. Un átomo de cobre tiene una carga nuclear positiva de 4,6 × 10-18 C y la misma electrónica carga de la polaridad opuesta. Una carga combinada de todos los electrones en un centavo es q = (4,6 × 10-18C / átomo) (2,9 × 1022atoms) = 1,3 × 105C, una gran carga de hecho.Esta carga electrónica de un solo centavo de cobre puede generar un suficiente corriente de 0,91 A a operar una bombilla de 100 W durante 40h.
Con respecto a las cargas eléctricas, hay tres tipos de materiales: conductores, aisladores y semiconductores. En los conductores, las cargas eléctricas (electrones) son libres de mover a través del material, mientras que en aisladores, no lo son.
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