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第九章其他传感器简介
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湿度传感器
非水分子亲和力型湿度传感器
水分子亲和力型湿度传感器，因为响应速度低，可靠性差，不数。
与不仅与材料有关，还与测试信号频率有关，所有极性分子均有此特性，一般干燥的物体，如木材、皮革、谷物、纸张、塑料等，其在1～5范围内，而水的则高达64。因此，如果材料中含有少量水分时，其将显著上升。也有类似性质。
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微波传感器
图9-6所示 是测量酒精含水量的仪器框图，其中MS产生的微波功率经分功器分成二路，再经衰减器A1、A2分别注入到两个完全相同的转换器T1、T2中。其中T1放置无水酒精，T2放置被测酒精样品。相位与衰减测定仪PT、AT分别反复接通两路T1、T2输出，自动记录和显示它们之间的相位差与衰减差，从而确定出样品酒精的含水量。
对于颗粒状物料，由于其形状各异、装料不匀因素影响，测量含水量时，对微波传感器要求较高。
4. 微波测厚仪
微波测厚度原理如图9-7所示。这种测厚仪是利用微波在传播过程中遇到被测物金属表面被反射，且反射波的波长与速度都不变的特性进行测厚的。
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微波传感器
如图9-7所示，在被测金属物体上下两表面各安装一个终端器。微波信号源发出的微波，经过环行器A、上传输波导管传输到被测物上表面上，微波在被测物上表面全反射后又回到上终端器，再经过传输波导管、环形器A、下传输波导管传送到下终端器。由下终端器发射到被测物下表面的微波，经全反射后又回到下终端器，再经过传输波导管回到环形路A。因此，被测物体的厚度与微波传输过程中的行程有密切关系，当被测物体厚度增加时，微波的行程就减小。
一般情况下，微波传输的行程变化非常微小。为了精确测量出这一微小变化，通常采用微波自动平衡电桥法。前述微波传输行程作为测量臂，而完全模拟测量臂微波行程设置一参考臂(图9-7右部)。若测量臂与参考臂行程完全相同则反相叠加的微波经过检波器C检波后，输出为零；若两臂行程不同，则两路微波叠加后不能相互抵消，经检波后便有不平衡信号输出，此不平衡差值信号经放大后控制可逆电机旋转，带动补偿短路器产生位移，改变补偿短路器的长度，直到两臂行程完全相同、放大器输出为零，可逆电机停止转动为止。
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微波传感器
补偿短路器的位移与被测物厚度增加量之间的关系为
S= B( A A)= B( Ah)= h (9-5)
式中 A——电桥平衡时测量臂行程长度；
B——电桥平衡时参考臂行程长度；
 A——被测物厚度变化h后引起测量臂行程变化值；
h——被测物厚度变化值；
S——补偿短路器位移值。
由上式可知，补偿短路器位移值S即为被测物厚度变化值h。
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图像传感器
机械量测量中有关形状和尺寸的信息以图像方式表达最为方便，目前较实用的图像传感器是用电荷耦合器件构成的，简称CCD(Charge-Coupled-Device)。它分为一维的和两维的，前者用于位移、尺寸的检测，后者用于平面图形、文字的传递。CCD器件具有集成度高、分辨率高、固体化、低功耗及自扫描能力等一系列优点，已广泛应用于工业检测、电视摄像、高空摄像及人工智能等领域。
感光原理
图像是由像素组成行，由行组成帧。对于黑白图像来说，每个像素应根据光的强弱得到不同大小的电信号，并且在光照停止之后仍能把电信号的大小保持记忆，直到把信息传送出去，这样才能构成图像传感器。所以CCD图像传感器主要由光电转换和电荷读出转移两部分组成，光电转换的功能是把入射光转变成电荷，按像素组成电荷包存储在光敏元件之中，电荷的电量反映该像素元的光线的强弱，电荷是通过一段时间一场积累起来的。
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图像传感器
CCD器件是MOS金属—氧化物—半导体电容构成的MOS电容光敏元件，能实现像素的光电转换。在P型硅衬底上通过氧化形成一层SiO2，然后再淀积小面积的金属铝作为电极(称栅极)，其结构虽是金属—氧化物—半导体，但没有扩散源极和漏极，如图9-8所示。P型硅里的多数载流子是空穴，少数载流子是电子。当金属电极上施加正电压超过金属电极与衬底间的开启电压时，其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引，于是空穴被排斥到远离电极处，电子被吸引到紧靠SiO2层的表面上来。由于没有源极向衬底提供空穴，在电极下形成一个P型耗尽区，这对带负电的电子而言是一个势能很低的区域——陷阱，电子一旦进入就不能