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。让我们考虑非电量，例如压力、光照度和温度。因此，根据我们选择的非电量，我们将获得以下三种有源传感器。
- 压电传感器
- 光电传感器
- 热电传感器
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相等的电量时，它被称为压电传感器。以下三种物质表现出压电效应。
- 石英
- 罗谢尔盐
- 电气石
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。这三种物质具有的机械强度依次为罗谢尔盐、石英、电气石。
石英被用作压电换能器，因为它表现出中等的压电效应，并且在这三种压电物质中具有中等的机械强度。
石英换能器
石英换能器的电路图如下图所示。如图所示，石英晶体放置在底座和力求和部件之间。输出电压可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
$$V_{0}=\frac{Q}{C}$$
光电传感器
当有源传感器产生的电量与光输入的照度相等时，该传感器被称为光电传感器。光电传感器的电路图如下图所示。
光电传感器的工作原理如下所述。
步骤1 − 当光照射到光电传感器的阴极时，光电传感器会释放电子。
步骤2 − 由于电子被阳极吸引，光电传感器在电路中产生电流I。
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，
$S$为光电传感器的灵敏度
$I$为光电传感器的输出电流
$i$为光电传感器光输入的照度
热电传感器
当有源传感器产生的电量等于温度输入时，该传感器被称为热电传感器。以下两个传感器是热电传感器的例子。
- 热敏电阻传感器
- 热电偶传感器
现在，让我们逐一讨论这两个传感器。
热敏电阻传感器
依赖于温度的电阻称为热电阻。简单来说，它叫热敏电阻。热敏电阻的温度系数是负的。这意味着，随着温度升高，热敏电阻的电阻会减小。
从数学上讲，热敏电阻的电阻和温度之间的关系可以表示为
$$R_{1}=R_{2}e^\left ( \beta \left [ \frac{1}{T_{1}}-\frac{1}{T_{2}} ight ] ight )$$
其中，
$R_{1}$ 是温度为 ${T_{1}}^{0}K$ 时热敏电阻的电阻
$R_{2}$ 是温度为 ${T_{2}}^{0}K$ 时热敏电阻的电阻
$\beta$ 是温度常数
热敏电阻传感器的优点是它将产生快速而稳定的响应。
热电偶传感器
热电偶传感器根据输入端的温度变化产生输出电压。如果将两根不同金属的导线连接在一起以形成两个结点，则整个配置称为热电偶。基本热电偶的电路图如下所示 −
上述热电偶有两种金属，A 和 B 和两个结点，1 和 2。考虑结点 2 处的恒定参考温度 $T_{2}$。假设结点 1 处的温度为 $T_{1}$。每当 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ 的值不同时，热电偶就会产生 emf（电动势）。
这意味着，每当两个结点 1 和 2 之间存在温差时，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。 从数学上讲，它可以表示为
$$e \alpha \left ( T_{1}-T_{2} ight )$$
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下图所示，用于实际应用。
电路中位于热端和冷端（包括这两个端）之间的部分是基本热电偶的等效模型。PMMC 检流计连接在冷端，并根据冷端产生的电动势偏转。热电偶传感器是最常用的热电传感器。
