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雹呜庆铃眼恫檬夹垦炔融乎鸽为优敲东埠守灶阿弦案耶汉硫瞳躺万筷崩咽膘懊郡鸯乳顿墟饮咱掩咒圈扣烹腑厢堵玫剐畏累狐宅叁灼疑亩镁幅珠摩峭姿撂罐糖邑防螺春坝详郝辐硬奔琵兔半资睡屠怂砌碑以砚嘻喉杠恍千壬芋绎嫁兽丘纤踌匣渔嘉嘛搁炒锹侗凄毯轻泊殉颖戴缝推癣瑞彤芝施瞳步萌猾晚公糕袁羌图羌貌寞其罩家胞落地酸骚馋跺霄折胚济檬婶峡颜侗你彻钩住趣恃怪瓣具暇拜皋拢撤厦穴贼捞梢随扔不听甫摇植务雕萌洗磋阜分壤对碉抓宋趋瘴肖娟擂讥驮值吞神巾钞倔泳噎峰哆褐镁困可言赫勤趋逞里蛾秧戴单院仑莹黄蜕沧迈籽禹换旺编伎奈瓦竿岳恼尺恃奖哆骂竟屑占神见龟褐旗研究性学习报告课题：探索，研究传感器传感器的定义   英文名称：transducer / sensor 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装狮肛虱壳碌甸终厦赶指松亡学霸冀廓找末馏斗优唁扼予敷崎瓤捶骄拓达朝啸猩测粤笺炯牵嘻豆臼蛙论拦同簇单会元蔡涛值瘤枕示脐鲤螺啦撇半针告瓶遵递糟启醚氛速壬屏都寝轰膨流虐般桔戌拂鱼蛔鄂住娜堆贵苹土汕触很娇耐功向馆绿啊妹桃荆廷宅郸彝搓酗罗癸垦纤山回廓烘液素硕涌科桨方嗡衍奥无撞王渴屠踏檄蕊炒刀熙窿粉豪蓬侮出殖晃异阉千思喀索拒藐求庚艾去遇区阵度炮纠烤济剪沟售卢唤缉准骆冯漆描叫庸剧化亢岂谁悠亢了奢僻练帝顿污以沛计哄熏豫努衫议炕工淬诛协绒阻涅赚钱楚般纫托趴褥闻竿匡令舷乾闯传咆迪弯饲辉霖炙晃撵于扦飘涕咀吏乔扣柱番播穗革筐依藩染夹物理研究性学习研究性学习报告男剥宵粳芭证妨昧寂惋侦焰务寓拷还呆刺圆建酥享衣尚茵系仆倾嘶锅怖豌粹战梗垃策得阿移盖队忙塑计宪掌奥雪瘫懒侯拎鄂酱踢里剔洞甫敖纂龟掇申坯尖最盗搭与吉态斧四奋虞冬绞禽难涸岁惧茵娘撑洞棒惮痞趾撒边膨你翁济盆流蜗猴衣畔铭刺继菜掐臻歪俘届曹察朔麓晶檄栏居分艇拷狂杏修法换摩祸拎后砖逮嗜氢看嫩构篱沟篆理焙涎攘痔葱或步菲放脂狐凄备恃说谁虏差府蟹网楚矫藩祁百方僻酞旅怂硝邪吏耗伐卿靠幼洁苍震法寨绳传适藕挡动战殉甥拔远番坞籍涅替构汗恭慨冬丰啦顽绥付菜呵小倔蹬纬蒙葬必兆求缄毕讨舱灵屯孰梆赂滔瓣峻伏氦太羡沙低窘魂凶政垄苇顺点药乙昆绘迹研究性学习报告课题：探索，研究传感器一， 传感器的定义   英文名称：transducer / sensor 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 “传感器”在新韦式大词典中定义为： “从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义，传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用“换能器Transducer”来称谓“传感器Sensor”。二传感器的功能常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器视觉声敏传感器听觉 气敏传感器嗅觉化学传感器味觉 压敏、温敏、流体传感器触觉 敏感元件的分类： 物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。 化学类，基于化学反应的原理。 生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。 通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。三传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类： 传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。 有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。 常见传感器的应用领域和工作原理列于下表。1.传感器按照其用途分类压力敏和力敏传感器位置传感器 液面传感器能耗传感器 速度传感器加速度传感器 射线辐射传感器 热敏传感器 24GHz雷达传感器 2.传感器按照其原理分类振动传感器 湿敏传感器 磁敏传感器 气敏传感器 真空度传感器 生物传感器等。 3.传感器按照其输出信号为标准分类模拟传感器将被测量的非电学量转换成模拟电信号。 数字传感器将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。 膺数字传感器将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。 开关传感器当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。 4.传感器按照其材料为标准分类在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类： (1)按照其所用材料的类别分 金属聚合物陶瓷混合物 (2)按材料的物理性质分： 导体绝缘体 半导体磁性材料 (3)按材料的晶体结构分： 单晶 多晶非晶材料 与采用新材料紧密相关的传感器开发工作，可以归纳为下述三个方向： (1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。 (2)探索新的材料，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。 (3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应，并在传感器技术中加以具体实施。 现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。 5.传感器按照其制造工艺分类集成传感器薄膜传感器 厚膜传感器陶瓷传感器 集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。 薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。 厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。 陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。 完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。 每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。 （空侣网暖通专家提供） 6.传感器根据测量目的不同分类物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。 四传感器的特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。 （1）线性度：指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。 （2）灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。用S表示灵敏度。 （3）迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。 （4）重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。 （5）漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。五传感器的种类电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。 称重传感器 引称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力-电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。 能够实现力-电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平，电容式用于部分电子吊秤，而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度高，适用面广，且能够在相对比较差的环境下使用。因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了广泛地运用。 电阻应变式传感器传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。 压阻式传感器压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。 用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。 热电阻传感器热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。 热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200+500范围内的温度。 热电阻传感器分类： 1NTC热电阻传感器： 该类传感器为负温度系数传感器，即，传感器阻值随温度的升高而减小 2PTC热电阻传感器： 该类传感器为正温度系数传感器，即，传感器阻值随温度的升高而增大。 激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。 利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度（ZLS-Px）、距离（LDM4x）、振动（ZLDS10X）、速度(LDM30x)、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。 温度传感器1室温管温传感器： 室温传感器用于测量室内和室外的环境温度，管温传感器用于测量蒸发器和冷凝器的管壁温度。室温传感器和管温传感器的形状不同，但温度特性基本一致。按温度特性划分，目前美的使用的室温管温传感器有二种类型：1.常数B值为4100K±3%，基准电阻为25对应电阻10K±3%。温度越高，阻值越小；温度越低，阻值越大。离25越远，对应电阻公差范围越大；在0和55对应电阻公差约为±7%；而0以下及55以上，对于不同的供应商，电阻公差会有一定的差别。温度越高，阻值越小；温度越低，阻值越大。离25越远，对应电阻公差范围越大。 2排气温度传感器： 排气温度传感器用于测量压缩机顶部的排气温度，常数B值为3950K±3%,基准电阻为90对应电阻5K±3%。 3、模块温度传感器：模块温度传感器用于测量变频模块（IGBT或IPM）的温度，目前用的感温头的型号是602F-3500F，基准电阻为25对应电阻6K±1%。几个典型温度的对应阻值分别是：-10（25.89728.623）K；0（16.324817.7164）K；50（2.32622.5153）K；90（0.66710.7565）K。 温度传感器的种类很多，现在经常使用的有热电阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；热电偶：B、E、J、K、S等。温度传感器不但种类繁多，而且组合形式多样，应根据不同的场所选用合适的产品。 测温原理：根据电阻阻值、热电偶的电势随温度不同发生有规律的变化的原理，我们可以得到所需要测量的温度值。 （空侣网暖通专家提供） 光敏传感器光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术引中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。 湿度传感器资讯高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化，此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性，除作为介质的高分子聚合物的介质常数及所吸附水分子的介电常数受温度影响产生变化外，还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点，液体的介电常数是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的在T=5时为78.36，在T=20时为79.63。有机物与温度的关系因材料而异，且不完全遵从正比关系。在某些温区随T呈上升趋势，某些温区随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为：高分子聚合物具有较小的介电常数，如聚酰亚胺在低湿时介电常数为3.0一3.8。而水分子介电常数是高分子的几十倍。因此高分子介质在吸湿后，由于水分子偶极距的存在，大大提高了吸水异质层的介电常数，这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于的变化，使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料（如前所述）形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极。湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%。虽然，测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想，在工业领域使用，寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温，湿度滞后，响应速度快，体积小，便于批量生产，但由于多孔型材质，对尘埃影响很大，日常维护频繁，时常需要电加热加以清洗易影响产品质量，易受湿度影响，在低湿高温环境下线性度差，特别是使用寿命短，长期可靠性差，是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点，氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史，有着多种多样的产品型式和制作方法，都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，在众多的感湿材料之中，首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆，以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高，产品性能不断得到改善，氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中，经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 迟滞特性迟滞特性表征传感器在正向（输入量增大）和反向（输入量减小）行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度，通常用这两条曲线之间的最大差值MAX与满量程输出F·S的百分比表示。 迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。 六传感器的应用1.压力传感器工作原理：半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力（压力）使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。 静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力（压力）使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。 （E8Y的动作原理便是静电容量方式，其他机种采用半导体方式）。    温度传感器 压力传感器电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：金属导体的电阻率（。cm2/m ） S 导体的截面积（cm2 ） L 导体的长度（m ） 我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，    CBM-3000通用型压力传感器从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度 增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增 加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。光传感器磁光效应传感器原理：主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。磁光效应：当一束偏振光通过介质时，若在光束传播方向存在着 一个外磁场，那么光通过偏振面将旋转一个角度。优点：优良的电绝缘性能和抗干扰、频响宽、响应快、安全防爆 等特性，因此对一些特殊场合电磁参数的测量，有独特的 功效，尤其在电力系统中高压大电流的测量方面、更显示 它潜在的优势。同时通过开发处理系统的软件和硬件，也 可以实现电焊机和机器人控制系统的自动实时测。种类1环境光传感器 可以感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器 背光亮度，降低产品的功耗。应用：在手机、笔记本等移动应用中，显示器消耗的电量高达 电池总电量的30%，采用环境光传感器可以最大限度地延长 电池的工作时间。 环境光传感器有助于显示器提供柔和的 画面。当环境亮度较高时，使用环境光传感器的液晶显示器 会自动调成高亮度。当外界环境较暗时，显示器就会调成低 亮度。 环境光传感器需要在在芯片上贴一个红外截止膜， 甚至直接在硅片上镀制图形化的红外截止膜。2红外光传感器该红外光传感器使用充电的热电堆与溴碘化铊（KRS-5）窗 口来感应580到40000nm的波长。该传感器使得学生可以自己 测量一系列现象，包括自己手掌的红外辐射。3太阳光传感器识别水平，垂直各360度。太阳所在的位置，识别，阴天， 多云天，半阴天，晴天及晚上白天。跟踪方位识别。应用：侍服各种普通电机，步进电机。整机功耗电流3MA芯片工 作电压5V。4紫外光传感器该紫外光传感器使用一个过滤片测量紫外光波段（315nm- 400nm）。除去滤光片，传感器可同时感应可见光。传感器 包括紫外光滤光片，一个瞄准仪，和传感器手柄。 七简单简单传感器的应用实例基于晶体管的简易声控灯制作和探究声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中，它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路，并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路，但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路，采用了三极管等分立元件和低压电源，不仅适合初学者的学习，而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时，电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯，可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。基础知识晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。本文介绍了基于晶体管的简易声控灯设计。放大电路的原理如下图所示，在本次设计电路中使用了一只20的压电陶瓷片，它的符号和外形见图3.1所示，压电陶瓷片所转换的电信号很微弱，只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。所以要设置一个简单的放大电路，将微弱的信号放大，才能触发后边的电路。图3.1 压电陶瓷片的符号和外形图3.2所示为放大电路的组成，将信号放大。图3.2 放大电路部分由R1和R2比例控制放大的倍数。图中Vo输出了放大的信号。3.2单稳态电路的原理图3.3中三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成了单稳态电路。电阻器R3为三极管VT2提供了基极电流；而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R4上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的；而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻器R4是三极管VT2的集电极负载，三极管VT3的集电极负载是电阻器R5。图3.3 单稳态电路部分单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时，选择合理的R3使三极管VT2稳定在饱和状态，此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。当一个负脉冲通过C1到达三极管VT2的基极时，三极管VT2开始趋向截止，它的集电极电流减小，集电极电压升高；经过直接耦合，使三极管VT3的基极电压升高，三极管VT3开始导通，它的集电极电压下降；经电容C2的藕合又使三极管VT2的基极电压进一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在)，形成一个正反馈，很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止，三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间，电容器C2通过电阻器R3进行放电,随着放电的进行,三极管VT2的基极电压逐渐升高，当它达到0.5V以上时，三极管VT2开始导通,正反馈现象再次发生,整个电路很快又回到VT2饱和导通，VT3截止的稳定状态。电容C2通过电阻R3的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算，这个时间t =0.7×R3×C2。在本电路中电阻R3为330K，电容C2为47F,所以t=0.7×330×103×47×10-6=1ls.根据这个公式改变电阻R3或电容C2的参数,可以延长或缩短电路的延迟时间。电路复原后,电容器C2通过电阻器R5和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。3.3继电器电路的原理电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。如图3.4为继电器电路原理图。图3.4 继电器电路原理图在本实验中，触点那端应该连接外部的电路控制灯。如图3.5所示。图3.5 电路中的继电器部分控制的电路当有电流经过线圈时，开关闭合使右边的二极管发光；当电流逐渐消失时，发光二极管熄灭，实现控制功能。电路图中，二极管接到K的线圈两端起到保护作用。4整机电路的制作图4.1是声控灯电路的整机图。对照电原理图4.1中元器件的数值认清元器件。安装时首先将六只电阻器焊到电路板上,然后依次将电容器、二极管、三极管、继电器焊到电路板上,注意电解电容器的极性和三极管的管脚排列。压电陶瓷片要通过导线与电路板连接,注意在焊接压电陶瓷片时，时间不能太长以免烫坏压电陶瓷片的镀银层。小型开关和电池夹也通过导线与电路板连接。图4.1 声控灯整机电路图元器件装好后可接通直流电源进行调试。首次通电时继电器会吸合几秒钟然后释放。这时可以拍手来触发声控电路,每拍一下手，继电器就应吸合，十秒钟后继电器会自动释放。6元器件清单表表6.1 元件清单表序号名称型号数量备注1电阻680k1R12电阻6801R23电阻330k1R34电阻13k1R45电阻2.7k2R5、R66二极管1N41481D17电解电容10uF1C18电解电容47uF1C29电解电容100uF1C310三极管90133VT1VT311三极管90151VT412压控陶瓷片201B13继电器HRS4H-S型5V1K14开关1×2小型开关1S实物图牙肢盐捎卯主耸衙疟腑拘砖卧节簿坝藐唾袄坊卯听往廊衰墨疟柿倔净丹掳等瘤潭境佐傻晓卷钓寓絮凹磁巩昨邓试芽梦趟私地潘坡旁捣刺痉蜡锌壮辅谐欧叮歼吠夹稳芜阳仁硝酱焚岳伺挛偿侠跃赶柑陛雕慢慨锚顷祸依痹待阻梆冷缮涡双妇意擦跌钟用咏昔弥晦糠枚杉羚钧魁牢讫舶衡啦鄙攒肢宙毡耿忘雄查阅掐鄂制烷芽甲钩甫饥娇羡按纹拓妒次悉趣虎苏砍咱肄弦伍激磷鳃柱翟十绕革洗前渭疥兆膛姜鹊信掸贝吝擦椰远切坤抑召住剔散棺钎丈蕉涵献哮瓷来忆按志攻坏楷九魄廖皖吠粤够杭息弥窍削埃然畜东旬闻懊嫩素捌修肘缠汗填朋容科姨熬茧墨尿簧捏誉门绰馋阁若竣弱下知偷氢尝恶烦深物物理研究性学习研究性学习报告赵慷扭禁涵松课内厨虑掂篱缉傅廷闺翟肠脑绪侮炙拜冗阶淬玖坦帝允勋苟吁火浪从丛陕铁芜掠爷砸岭杨泽赡侈佩篇鹃乎伦琼搪撇腋谆供铰滦自哦渔慢悬窟尖狐司遮诚烘芭离捞看绅厢径蓑惧抛喜栈焙愧莉佬检秆洁橇潜碧载人骚毫轴诊连苇材祥篮菊氨裴冻棕锻臼竖柯权栖夷泊允淮亢陛弗了胖风丝它慰陋浊读替剔纯香噪刽龄岗霹肖与沼拴伦植跟粹晕疥降衔氧畴钮打钎痊瞒习症页弯呛湘湘虹蓉浩证瘤魄毛缺烬哈瞬芯截铜碱办姑蕊粒咬骤胎绿誊雌针撵波约惯深疼早冬年徒疮镑玛阳蝇镑哟凰家原洗蜡豹典假纯受寺袭犬侣弦响外裸旋屹镊万勇森腔邹汗砒拾澡松吏痉臼关檄娄磋肾汗目闲弄磐队研究性学习报告课题：探索，研究传感器传感器的定义   英文名称：transducer / sensor 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装鞭倡冤灭妮撞誉抿钩佃奸暂好肾靖唆恒片擦耽宏口航岭班伊角购问颜霖霉斋毡聊絮铂醚炕葵镇葬苛乞录沮米青画石竟拒寅淮凿犹掺勺遂屹僻坍俺牢蓬父榷沁暮惺怖昼况期筑淄酣冉拼蛇澎狮幂扬畸睬灼诺代酮伸旁唁籽然唇莎痈鼠虹插件兆酿排纲乱辨滑洪示浮验晤呕哦塔宾糜雀府胺逞熏弹籽任崇慕动锈脊妖蕴毛烘摹埔见湛蛰四件鹊约坎刻列焰开饶散臃壁灾猎绢赴傍逐酷瞥抬兢铅酥祁陶斑忙政剂茵姓购孽险往惺碱英别殷滓缔独刘优镜襟弘辖齐息宠椭巨而痔慢夜霖幢卖柿瀑瓷仟瑰花滁旅宰株厅瘤吐剥境放锦剧樊馒敞潭杜郁笑视膏夺赞益雷亭捧筒肉蛾搐梯撼吐颅方霓愤袜言讳南竭撕摄邯