第三章 第一节 认识传感器

1、知识点 1 传感器 1定义：传感器是指这样一类元件：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.把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了. 2组成：传感器由_、_和_ 三部分组成 3工作流程为：,敏感元件,转换元件,转换电路,知识点 2 传感器的分类,1按被测量分类：加速度传感器(即测量加速度的传感器)、速度传感器位移传感器压力传感器温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等,2按工作原理分类：电阻应变式传感器(光敏电阻热敏电阻)压电式传感器电容式传感器涡流式传感器动圈式传感器磁电式传感器

2、差动变压器式传感器等 3按能量传递方式分类：有源传感器无源传感器,知识点 3 常考的几种传感器,二、常用传感器元器件工作原理 1.光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，导电性能差；随着光照的增强，导电性变好. 光敏电阻能够把光照强弱这个 量转换为 这个电学量.,非电学,电阻,（将温度高低转变成电信号）,温度升高电阻增大,2、热敏电阻（半导体材料）,一般随温度升高电阻减小,3、金属热电阻,1用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程，下列属于这类传感器的是（ ） A红外线警报器 B走廊照明灯的声控开关 C自动洗衣机中的压力传感装置 D电饭煲中控制加热和保温

3、的温控器,答案：A,2、下图是一个温度传感器的原理示意图,Rt是一个热敏电阻器。试说明传感器是如何把温度值转变为电信号的。,Rt,R,温度升高或降低导致Rt阻值发生变化，使电路中电流也发生变化，导致R上的电压也发生改变，因此电压表读数将会发生变化，从而就将温度的化转变为电信号。,3 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,答案：BD,解析：有光照时，R1 的电

4、阻较小，电路中的电流较大，内 电压与R2 两端的电压较大，R1 的电压较小；无光照时，R1 的电 阻较大，电路中的电流较小，内电压与R2 两端的电压较小，R1 的电压较大；物块运动挡住光时，要计数一次，所以信号处理 系统每获得一次高电压就计数一次,答案：BD,4 如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，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,答案：C,解析：R2 与灯L 并联后与R1 串联，与电源构成闭合电路， 当温度降低时，电阻R2 增大，外电路电阻增

5、大，电流表读数减 小，灯 L 两端电压增大，灯泡亮度变强，R1 两端电压减小，故 C 正确 答案：C,4.干簧管：普通干簧管有两个簧片，是用有弹性的 材料制成的，它们密封在玻璃管中，成为一组常开型触点.管中充入惰性气体来防止触点被氧化.当磁体靠近(按一定方位)干簧管时，两个簧片被磁化而接通.干簧管将磁场的变化转换成电路的 .,软磁性,通断,5.霍尔元件： 霍尔元件能够把 这个 量转换为 这个电学量. 霍尔电压的表达式是：,磁感应强度,磁学,电压,6.应变式力传感器：应变式力传感器是由金属梁和应变片组成的.应变片是一种敏感元件.弹簧钢制成的梁形元件一端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自

6、由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻 ，下表面的电阻 .,变大,变小,F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大.如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压 ，下面应 变 片 两 端 的电 压 .传感器把这两个电压的差值输出.力F越大，输出的电压差值也就越 . 应变片能够把物体 这个力学量转换为电压这个电学量.,变大,变小,大,形变,应用电子秤 作用:称量物体重量,7双金属片：双金属片巧妙地利用了不同金属热膨胀的差异把膨胀系数不同的两种金属片黏合在一起，常温下是直的，当加热时，由于两种金属的膨胀程度不同，双金属片就会向膨胀程度小的金属片那一侧弯曲,应用电熨斗 图为电熨斗的结构图.电熨斗是利用双金属片温度传感器来控制电路的通断的.图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属.常温下，电熨斗的上下触点应当是接触的，当温度达到设定温度时，双金属片向下弯曲到一定程度，从而使触点分离，使电热丝停止加热.如果需要设定较高的温度，应调节调温旋钮，使升降螺丝下降一些，可使在更高的温度时，触点再分离.,8.感温铁氧体：感温铁氧体是用氧化锰