传感器讲座课件

第五章传感器及其应用全自动血压机自动旋转门明火探测器离子感烟器1.什么是传感器？讨论：人体对外界的感觉可分为哪几种？分别由什么器官承担？

人体感觉

感觉器官

视觉眼睛听觉耳朵味觉舌头嗅觉鼻子触觉皮肤传感器就是

能像人的感觉器官那样感受外界信息的一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。传感器的作用是什么？讨论：请举例说明哪些是非电学量？哪些是电学量？

把非电学量转变为电学量，或电路的通断。非电学量电学量传感器角度位移速度加速度压力温度湿度声强光照强度………电压电流强度电阻电容

传感器的种类物理传感器、化学传感器、生物传感器一般来说，用于完成视觉、听觉、触觉功能的传感器其接受的是光、声波、压力等的物理信息称物理传感器代替嗅觉、味觉功能的传感器，则称化学传感器或生物传感器（按感受信息的学科特点不同）拓展视野：形形式式的传感器拓展视野：形形式式的传感器力敏传感器视觉传感器气体传感器拓展视野：形形式式的传感器光电传感器湿度传感器拓展视野：形形式式的传感器机油压力传感器秤重传感器拓展视野：形形式式的传感器角度位移传感器晴雨传感器超声波传感器拓展视野：形形式式的传感器风速传感器色标传感器拓展视野：形形式式的传感器光电传感器湿度传感器光敏电阻1、功能：把

转化为

（电学量）。2、材料及构造：3、工作原理：

光照强度

电阻硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极。

硫化镉是一种半导体材料，无光照时载流子极少，导电性能不好，电阻很大，随着光照的增强，载流子也增多，导电性能变好，电阻变小。[实验演示]：光敏电阻在被光照射时电阻发生明显变化。光照越强，电阻越小；反之越弱。实验结论：光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量

一、金属热电阻

1、功能：把

转化为

电学量。

2、材料：

3、特性：二、热敏电阻

1、功能：把

转化为

电学量。

2、材料：

3、特性：金属热电阻和热敏电阻

温度电阻

温度电阻

金属铂

温度升高，电阻率变大，电阻变大。

温度升高，导电能力增强，电阻变小，且电阻随温度变化非常明显。

用氧化锰等金属氧化物烧结而成。热敏电阻和金属热电阻热敏电阻和金属热电阻相比较，有什么不同？1、原理不同2、电阻随温度变化规律不同3、与热敏电阻相比，金属热电阻化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度差。霍尔元件1、功能：把

转化为

电学量。2、材料构造：3、原理：

磁感应强度电压

在很小的矩形半导体（例砷化铟）薄片上，制作4个电极。薄片中的载流子在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压。电容式位移传感器电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学量。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一般情况下传感器产生的电压（流）等电学物理量的信号值都相当微弱的，难已带动执行机构去实现控制动作，所以一般都是将传感器和各种门电路、放大电路等结合在一起使用的。传感器应用的一般模式传感器应用实例应变片发生形变时其电阻随之发生变化，在恒定电流下，应变片是把形变（几何量）转换为电压（电学量）的元件。一、力传感器的应用——电子秤金属梁U1U2形变（力学量）电压（电学量）转换1、动圈式话筒：膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生周期性变化的感应电流。二、声传感器的应用——话筒2、电容式话筒：金属膜片M

和固定电极

N

形成一个电容器,M

在声波作用下振动,电容器的电容作周期性变化，电阻R

两端的电压也做相应的周期性变化。传感器应用实例绝缘支架3、柱极体话筒：它由内部的柱极体塑料膜感受声波，其工作原理与电容式话筒类似，但是工作的电压只须3～6V，＋＋＋－－－特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上。常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。三、温度传感器的应用——电熨斗传感器应用实例双金属片温度传感器：电烫斗的构造思考与讨论：常温下两触点是接触还是分离？如何用调温旋钮升高或降低电烫斗工作温度？M四、温度传感器的应用——冰箱温度控制器4、弹簧片1、测温泡2、细管3、弹性金属盒5、动触点6、静触点7、拉杆8、凸轮

9、连杆思考与讨论：1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自动停止工作？2、凸轮为什么可以改变设定的温度？氯甲烷及它的蒸气五、恒温箱温控器思考与讨论：1、应该把恒温箱中的加热器接在A、B还是C、D之间呢？2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调节多大？六、加速度计1、两个电池的电动势一样大2、滑片在中间位置电压表的读数为零3、P点电势高与Q点时，指针向右偏转七、光传感器的应用——火灾报警器光电三极管是烟雾火警报警器中的光传感器。平时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡住。当有烟雾时，烟雾对光有