传感器及其工作原理模板.ppt

1、1 传感器及其工作原理,第三章传感器,自动门,引入新课,自动干手机,酒精含量测试仪,雷达测速仪,电子秤,红外耳温计,航空航天宇宙飞船,飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振动测量；“阿波罗10”飞船对3295个参数进行检测，其中： 温度传感器559个 压力传感器140个 信号传感器501个 遥控传感器142个,专家说：整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体,视觉,嗅觉,听觉,味觉,触觉,光传感器,湿度传感器,气体传感器,声音传感器,味传感器,温度传感器,压力传感器,人获取外界信息,机械自动化设备获取外界信息,一 传感器：,传感器是指这样一类元件： 它能够感知诸如力、温度、光、声、化

2、学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。,传感器有时又被称作检测器，探测器或变换器,2.传感器的作用,测量、传输、处理和控制,3、传感器的组成,敏感元件是直接感受被测量， 并将这些信息变换成易于测量的物理量，形成电信号,处理电路能把微小的信号进行放大，并除去干扰信号，使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量,二、敏感元件的原理,1敏感元件就其感知外界信息的原理可分为三类：,(1)物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应,(2)化学类：基于化学反应原理,(3)生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能,离子感烟器,明火探测器,温

3、度传感器,光电传感器,湿度传感器,机油压力传感器,超声波传感器,风速传感器,全自动血压机,自动旋转门,走廊声控灯的工作原理,1热敏电阻,特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_，具有负温度系数,减小,热敏电阻用半导体材料制成，具有电阻随温度灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量,敏感元件,金属热电阻,铂电阻,（1）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。 （2）光敏电阻受到光照时电阻会变小。 （3）光敏电阻将光学量（光照强度）转化为电学量（电阻）。,2、光敏电阻（光电传感器）,光敏电阻的工作原理,光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。,硫化镉是一种半导体材料， 无光照时，载流子极少，导电

4、性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好,3干簧管,防盗报警器,干簧管是一种能感知磁场的敏感元件，,例1.如图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,BD,例2、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（ ）,A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较

5、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.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻,AC,例题3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 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大,ABC,（1）测定角度,（2）测定液面高度h,（3）测定压力F,（4）测定位移x,电容式传感器,电容式位移传感器,电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学

6、量（电容）。,例4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,ABC,1如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当光照射到R3上的光强度增大时( ),A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大,2如图所示，将多用电表的选择开关置于电阻挡，再将电表的两支表笔分别

7、与光敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将Rt包裹起来，表针将向_(选填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射Rt，表针将向_(选填“左”或“右”)转动,左,右,3如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时( ) AR1两端的电压增大 B电流表的示数增大 C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱,C,4如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往Rt上擦一些酒精，表针将向_(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热风吹向

8、电阻，表针将向_(填“左”或“右”)移动,左,右,动圈式话筒,电容式话筒,电熨斗,电饭锅,一、温度传感器,1、热双金属片温度传感器,（1）用来控制电路的通断。,（2）原理：不同金属的膨胀系数不同，将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后，温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片受热变形,2、热电阻传感器,用金属丝制作的感温电阻叫热电阻。,电阻与温度的关系：RR0（1t）,作用：测温，测流量。,原理：金属丝的电阻随温度的升高而增大,3、热敏电阻传感器,（1）NTC热敏电阻 电阻随温度升高而减小（一般所说热电阻都是此类）,（2）PTC热敏电阻 电阻随温度升高而增大。,作用：测温、温度控制