通用技术-传感器

通用技术课程,-传感器模块,郑州市科技工业学校,花鸿泉,常见传感器及其应用,几种传感器,同学们：你见过传感器吗?,一、传感器概念及其分类,广义地说：传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。,通俗地讲：传感器能感受诸如压力、温度、光、声音、磁等非电量，并把它们转化成电压、电流等电学量或者转化为电路的通、断。把非电学量转化成电学量后，就可以进行测量、传输、处理和控制了。,1、传感器的定义,例如：话筒-把声音（波）转换成电信号（音频信号）。（转成电信号后就可以用电路进行放大，最后通过扬声器就可以得到较大的声音）,2、传感器基本工作原理,传感器的工作原理-主要是利用物理效应如：压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应等，把非电量的微小变化转换成电信号变化。,如：压电效应-就是某些电介质（绝缘材料）在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷的现象（两面产生电压）。,生活中，打火机和煤气灶的火花产生就是利用压电效应来完成的。,另外，电视机中使用的声表面波滤波器也是利用压电效应原理来制造出的元器件。,传感器按照用途可分为：声音传感器-将声波的振动转换成电流的变化压力传感器-将压力的大小转换成阻抗的大小温度传感器-将温度的高低转换成电阻的大小磁敏传感器-将磁场的强弱转换成电压的高低气敏传感器-将气体的浓度转换成电流的大小光敏传感器-将光照的强弱转换成电阻的大小红外传感器-将红外光强弱转换成电流的大小位移传感器-将位移的变化转换成阻抗的大小湿敏传感器-将结露的情况转换成阻抗的大小速度传感器-将速度的大小转换成电阻的大小,3、传感器的分类,二、传感器应用的一般模式,显示器（针式表、数字屏）,计算机系统（送控制中心）,执行机构（接通或断开电源）,传感器,放大、转换电路,传感器一般处在控制设备的前端，把非电量物理量的变化转换成电量的变化。放大、转换电路是把传感器送来的电信号成比例的放大到所需要的电压幅度或电流大小。执行机构是接通或断开被控制的设备。显示器可以显示出被测量的大小。控制中心可以进行数据处理。如存储信息。信息远距离传送。其中，有些设备，执行和显示同时需要。有些传感器本身又是执行机构。,1、声音传感器俗称话筒或叫麦克风（Microphone）,动圈式话筒（无源型）,动圈话筒特点：音质较好，但体积庞大。,三、与我们生活相关的传感器,话筒好坏判定法：万用表放0.5V直流电压档，表笔接话筒插头两极，然后对话筒用力吹口气，若表针有微小摆动，说明话筒正常；若表针不动，说明话筒有故障。,驻极体话筒（有源型）,驻极体话筒特点：体积小巧，成本低廉，常在电话机和手机等设备中广泛使用。,使用时要注意：驻极体话筒工作时需要加上几伏的直流电压。所以不能接到普通无源话筒插孔中使用。,驻极体话筒好坏判定：把万用表选择开关拨到100档或1K电阻档，表笔接到驻极体话筒的两根接线上，然后对话筒长吹气，若表针有微动，说明话筒正常；否则，话筒有故障。,2、全自动洗衣机中的传感器,全自动洗衣机水位控制器,故障现象：当全自动洗衣机发生进水不止且不能进入洗衣状态，但能脱水。故障分析：可能是水位开关（如内部触点氧化）或者气体导管（如漏气）故障。,3、电饭锅中的传感器温度传感器,如何正确使用电饭锅？！,淘米。,把米倒锅中。,加适量的水（1：1）。,按下煮饭按钮。,插上电源线。,你知道电饭锅中有哪些温度传感器吗？,等待约30分钟就OK。,有仨温度有关传感器，它们承担传感和执行功能。,电饭锅中的热熔断器,热熔断器的特点：当电路过流时，被熔断；当不过流时，只要温度达到预定值时，也会被熔断。且不可恢复,热熔断器的参数：电压250V、电流10A、温度1850C。,热熔断器的测量：用万用表电阻档测量，正常情况下电阻值为零；若测得电阻为无穷大，说明内部已断开。,维修更换注意事项：两端用螺丝固定，两端引脚必须套黄腊管，不能用胶布或胶带包扎。,另外，有些电动机、变压器中也使用热熔断器。右上图,电饭锅中的磁钢限温器,基本工作原理：当永磁体温度上升到1030C（居里点）时会突然失去磁性，杠杆左端下落，顶开触点，电热盘断电，停止加热。（但当温度降低时，磁性可以恢复）,常见故障现象：杠杆控制的触点片变形，触点未接通，不能进入煮饭状态；磁钢限温器限温不准。,排除故障方法：可利用观察法检查触点通断；可利用代换法检查磁钢限温器是否正常。,电饭锅中的双金属片保温装置,基本工作原理：当温度升高时，双金属片将向膨胀系数小的金属一面弯曲。使电路触点断开，停止加热。当温度高于650C时，断开，当低于到650C时，再接通。当然，在实际的保温装置中，还增加了切换随温度变化的回滞弹片，,双金属片结构：将膨胀系数不同的两种金属薄片贴压在一起，制成的一种特殊薄片。,主要故障现象：触点烧蚀氧化，不能接通电路，即不能保温。,自己动手修电饭锅时请注意啦！,A、要在断电情况下进行！,B、不要乱调双金属温控器上的螺钉！,C、连线要套黄腊管，防止带电部分碰到外锅！,D、维修后通电前，一定要对电饭锅进行绝缘测试。保证外壳不带电！简易方法是：万用表选择开关拨到10K档，一只表笔接电饭锅插座，另一只表笔接电饭锅的外壳，如果测得的电阻值为无穷大，说明绝缘正常。,附：电饭锅电路原理图,4、磁传感器及其应用,实验室中的干簧管,构造与原理：干簧管是磁敏开关。它的两个触点由特殊材料制成，被封装在真空的玻璃管里。只要用磁铁接近它，两个触点就会吸合在一起，使电路接通。,主要应用：可用于计数，限位等。有一种自行车公里计，就是在轮胎上粘上磁铁，在一旁固定上干簧管构成的。装在门上，可作为开门时的报警、问候等。,电动车中调速把手中的霍尔元件,霍尔元件：一般有四个引出端，其中两根是霍尔元件的偏置电流的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。,工作原理：外加磁场越强，产生的霍尔电压越高。,主要应用：检测磁场的强弱；制作伺服电机（常用霍尔元件检测电机转速和转角）等。,电动车中霍尔：是三端型线性霍尔元件。它由稳压器、霍尔发生器和放大器组成，称霍尔集成电路。,5、光传感器及光控灯,光敏二极管,光敏电阻器,控制电路,把光的强弱转换成电流的大小,把光的强弱转换成电阻的大小,光敏电阻：光照强，电阻值小；光照弱，电阻值大。反相器:输入高电平，输出低点平；输入低电平，输出高电平。,6、红外传感器及其应用,热红外传感器,红外体温仪,红外报警器,7、烟雾传感器及报警器,半导体式烟雾传感器,离子式烟雾传感器,烟雾报警器,小结：,传感器是能够把非电量转变成电量的器件。传感器基本工作原理是利用一些物理效应或者说物理现象来完成。我们了解了声音、温度、磁、光、