四章传感器与现代生活

第四章传感器与现代生活传感器的原理传感器的原理光控门光控门.rm自动干手机自动干手机自动水龙头自动水龙头盒子里面有什么装置?小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁放到盒子上面，没有开关，但是把磁铁放到盒子上面，灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。原理原理：当磁铁靠近干簧管时，两个当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以簧片被磁化而接通，所以干簧管干簧管能起能起到到开关开关的作用！的作用！磁信号磁信号 电路的通断电路的通断声信号声信号 电信号电信号声音的转换声音的转换一、传感器一、传感器1、定义：、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、电容电阻等电学量或转换为电路的通断 非电学量非电学量 电学量电学量 传感器传感器2、工作原理：、工作原理：非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换电路转换电路电电学学量量传传感感器器3、特点（优点）：、特点（优点）：易易感知、感知、易易测量、测量、易易控制控制常用的敏感元件常用的敏感元件、光敏电阻：、光敏电阻：（1）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体.如：硫化镉如：硫化镉（2）特性：）特性：光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般会随着光照强度的着改变。一般会随着光照强度的增大增大而电阻值而电阻值减小减小。例例1.如图所示，如图所示，R1、R2为定值电阻，为定值电阻，L是小灯泡，是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射为光敏电阻，当照射光强度增大时，（光强度增大时，（）A电压表的示数增大电压表的示数增大 BR2中电流减小中电流减小 C小灯泡的功率增大小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大电路的路端电压增大返回返回ABC例例2.如图如图613所示为光敏电阻自动计数器的示所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中意图，其中R1为光敏电阻，为光敏电阻，R2为定值电阻此光为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是电计数器的基本工作原理是（）A当有光照射当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压B当有光照射当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压时，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 BD2、热敏电阻、热敏电阻金属热电阻：金属热电阻：规律：规律：电阻随温度的升高而增大。电阻随温度的升高而增大。热敏电阻：热敏电阻：规律：规律：电阻随温度的升高而减小。电阻随温度的升高而减小。温度温度电阻电阻生活中哪些地方用到热敏电阻生活中哪些地方用到热敏电阻?例例3、有定值电阻、热敏电阻、光、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敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中电路中A、B两点后，用黑纸包住两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（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件一定是定值电阻AC例例4：如图是一火警报警的一部分电路示意：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传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，感器，电流表为值班室的显示器，a、b之之间接报警器。当传感器间接报警器。当传感器R2所在处出现火情所在处出现火情时，显示器的电流时，显示器的电流I、报警器两端的电压、报警器两端的电压U的变化情况是（的变化情况是（）A.I 变大，变大，U 变大变大 B.I 变小，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R2R3AabErB3、霍尔元件、霍尔元件NMFBEIUH霍尔电压：霍尔电压：dIBkUH一个霍尔元件的一个霍尔元件的d、k为定值，为定值，再保持再保持I恒定，则恒定，则UH的变化就的变化就与与B成正比。成正比。磁感应强度磁感应强度电压电压4、电容式传感、电容式传感器器（1）测定角度）测定角度：（2）测定液面高度）测定液面高度h：（3）测定压力）测定压力F：（4）测定位移）测定位移x：定片定片动片动片电介质电介质金属芯线金属芯线导电液体导电液体待测压力待测压力F固定电极固定电极可动电极可动电极x极板极板极板极板电介质电介质力学量力学量电容电容待测压力待测压力F固定电极固定电极膜片电极膜片电极例例5传感器是一种采集信号的重要器件，如图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，将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（那么（）A当当F向上压膜片电极时，电容将减小向上压膜片电极时，电容将减小B当当F向上压膜片电极时，电容将增大向上压膜片电极时，电容将增大C若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F发生变化发生变化D若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F不发生变化不发生变化 BC1、传感器：、传感器：2）原理：）原理：2、敏感元件：、敏感元件：（1）光敏电阻光敏电阻 （光电传感器光电传感器）（2）热敏电阻热敏电阻 （温度传感器温度传感器）（3）霍尔元件霍尔元件 （磁传感器磁传感器）（4）电容器电容器 （位移传感器位移传感器）非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量非电学量非电学量 电学量电学量1）概念：）概念：转换为转换为