传感器及其工作原理课件

6.1传感器及其工作原理第六章传感器电饭锅自动门摄像机传感器在生活中的应用

这一切，都要归功于现代传感器技术的发展与应用。在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，传感器发挥着越来越重要的作用。演示实验磁信号电路的通断阅读教材第52页2、3段，思考：（1）什么是传感器？（2）传感器的作用是什么？

一、传感器1、定义：

传感器是把非电学量(如位移、速度、力、磁感应强度、温度、光、声等)按一定的规律转换为电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的元器件.

2、工作原理：敏感元件转换电路电学量传感器3、特点（优点）：易感知、易测量、易控制物理信息化学信息生物信息各种传感器酒精测试仪阅读教材53页的内容，思考问题：（1）光敏电阻的电阻率与什么有关？（2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？（3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？二、敏感元件1、光敏电阻1、光敏电阻材料：半导体（硫化镉）光照情况z受光表面暴露受光表面遮住电阻阻值电阻小电阻大结论：一般随着光照强度的增大电阻值减小。光敏电阻对光敏感。（1）特性：演示实验实验现象：光学量(光照强度)电阻思考：生活中哪些地方用到光敏电阻？（2）半导体的导电原理：半导体靠其中的载流子（自由电子和空穴）来导电。无光照射时，载流子极少，导电性性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性性能变好。阅读教材54页有关内容，思考问题：（1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？（2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？（3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？

2、热电阻与热敏电阻2、热电阻与热敏电阻<1>金属热电阻：规律：电阻随温度的升高而增大。材料：金属热电阻是用金属做成的RTO金属热电阻R-T关系示意图热学量（温度）电阻演示实验<2>热敏电阻：规律：电阻随温度的升高而减小。思考：生活中哪些地方用到热敏电阻?热学量（温度）电阻

材料：半导体2、热电阻与热敏电阻热敏电阻R-T关系示意图RTo演示实验应用：火灾报警器3、电容式位移传感器电容式位移传感器示意图被测物体x电容器极板电介质板力学量(位移)电容原理：利用运动物体附带的电介质板在电容器内部插入的多少来改变电容器的电容思考：下图各个电容器传感器各是哪种形式的传感器？说明它们的工作原理。（1）测定角度θ：

（2）测定液面高度h：

（3）测定压力F：

（4）测定位移x：

定片动片θ电介质金属芯线导电液体待测压力F固定电极可动电极x极板极板电介质力学量电容4、霍尔元件思考：1.当电流方向与磁场方向垂直时，在什么方向上出现了电势差？试分析原因。2.电势差值与哪些因素有关？试推导其值大小?NMFBEIUH返回＋＋＋＋＋＋－－－－－－工作原理演示视频霍尔电压：一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH的变化就与B成正比。磁感应强度电压1、传感器：2）原理：2、敏感元件：（1）光敏电阻（光电传感器）（2）热敏电阻（温度传感器）（3）霍尔元件（磁传感器）（4）电容器（位移传感器）非电学量敏感元件转换电路电学量非电学量电学量1）概念：转换为光学量电阻温度电阻磁感应强度电压力学量电容小结1.如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）

A．电压表的示数增大

B．R2中电流减小

C．小灯泡的功率增大

D．电路的路端电压增大ABC2.如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（

）A.

I变大，U变大B.

I变小，U变小C.

I变小，U变大D.

I变大，U变小R1R2R3AabErB解析：当R2处出现火情时，该处温度升高。R2

为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，由全电路的欧姆定律可知，路端电压减小，该电阻两端电压减小，故R3两端电压减小，所以电流表示数减小。即U减小，I减小。提示：掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键R1R2R3AabEr待测压力F固定电极膜片电极3.传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（）A．当F向上压膜片电极时，电容将减小B．当F向上压膜片电极时，电容将增大C．若电流计有示数，则压力F发生变化D．若电流计有示数，则压力F不发生变化

BC再见4.如图6－1－3所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（）A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次AR1R2信号处理系统

BD例3、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（）ABA.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.用黑纸包住