傳感器及其工作原理87489課件

1、傳感器及其工作原理第1頁(yè)，共21頁(yè)。自動(dòng)門(mén)引入新課自動(dòng)干手機(jī)第2頁(yè)，共21頁(yè)。演示實(shí)驗(yàn)：小盒子 A 的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān)，但是把磁鐵 B 放到盒子上面燈泡就發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡熄滅。盒子里有什么裝置？什么是傳感器？1、干簧管第3頁(yè)，共21頁(yè)。原理：當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開(kāi)關(guān)的作用。什么是傳感器？干簧管作為傳感器用，用于計(jì)數(shù)，限位等等。例如，有一種自行車公里計(jì)，就是在輪胎上粘上磁鐵，在一旁固定上干簧管構(gòu)成的。把干簧管裝在門(mén)上，可作為開(kāi)門(mén)時(shí)的報(bào)警用。也可作為開(kāi)關(guān)使用 第4頁(yè)，共21頁(yè)。什么是傳感器？傳感器的定義：傳感器是指這樣一類元件：它能

2、夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。第5頁(yè)，共21頁(yè)。 2，傳感器的作用是什么？ 傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。 非電學(xué)量傳感器電學(xué)量 角度位移速度壓力溫度濕度聲強(qiáng)光照 傳感器電壓電流電阻電容什么是傳感器？第6頁(yè)，共21頁(yè)。1、光敏電阻制作傳感器常用的敏感元件特性：光敏電阻對(duì)光敏感。當(dāng)改變光照強(qiáng)度時(shí)，電阻的大小也隨著改變。一般會(huì)隨著光照強(qiáng)度的增大而電阻值減小。第7頁(yè)，共21頁(yè)。光敏電阻的工作原理 光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。 硫化

3、鎘是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子也增多，導(dǎo)電性變好第8頁(yè)，共21頁(yè)。例1.如圖所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（ ）A當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓B當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓C信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次AR1R2信號(hào)處理系統(tǒng)BD第9頁(yè)，共21頁(yè)。2、熱敏電阻特性：熱敏電阻的阻值會(huì)隨著溫度的升高而_，具有負(fù)溫度系數(shù)減小制作傳感器常用的敏感元件第10頁(yè)，共21頁(yè)。金屬熱電阻鉑電阻制作傳感器常用的敏感元件第11頁(yè)，

4、共21頁(yè)。熱敏電阻或金屬熱電阻：把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量制作傳感器常用的敏感元件電阻溫度特性曲線第12頁(yè)，共21頁(yè)。例2、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（ ）ABA.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻AC第13頁(yè)，共

5、21頁(yè)。如右圖，被測(cè)物體在左右方向發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)。物體位移的變化，就轉(zhuǎn)換成了電容量的變化。3、電容式傳感器 電容式位移傳感器能把物體位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電容這個(gè)電學(xué)量第14頁(yè)，共21頁(yè)。待測(cè)壓力F固定電極膜片電極例3傳感器是一種采集信號(hào)的重要器件，如圖是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片產(chǎn)生變形，引起電容的變化，若將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么（ ）A當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小B當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大C若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化 BC第15頁(yè)，共21頁(yè)?；魻栐?在一

6、個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體（如砷化銦）薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N就成為一個(gè)霍爾元件?；魻栐谱鱾鞲衅鞒Ｓ玫拿舾性?6頁(yè)，共21頁(yè)?；魻栃?yīng) 定向移動(dòng)的電荷受到方向平行于側(cè)面向里的洛倫茲力的作用。在這個(gè)力的作用下，薄片兩個(gè)側(cè)面上會(huì)累積起正負(fù)電荷。 隨著電荷積累，在內(nèi)外側(cè)面間會(huì)形成一個(gè)逐漸增強(qiáng)的電場(chǎng) 定向移動(dòng)的電荷同時(shí)受到洛倫茲力和電場(chǎng)力的作用第17頁(yè)，共21頁(yè)?；魻栃?yīng) 當(dāng)電場(chǎng)力增大到與洛倫茲力相等時(shí)，內(nèi)外側(cè)端面間就形成一個(gè)穩(wěn)定的電場(chǎng)，此時(shí)兩端面形成一個(gè)穩(wěn)定的電壓UH。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，這個(gè)電壓叫做霍爾電壓第18頁(yè)，共21頁(yè)。霍爾效應(yīng)可以證明，霍爾電壓UH：d薄片的厚度k霍爾系數(shù)為1/ne霍爾元件把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓 這個(gè)電學(xué)量第19頁(yè)，共21頁(yè)。 例3、如圖所示，有電流I流過(guò)長(zhǎng)方體金屬塊，金屬塊寬度為d，高為b，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，試問(wèn)金屬塊上、下表面哪面電勢(shì)高？電勢(shì)差是多少？ 下表面第20頁(yè)，共21頁(yè)。1、傳感器的概念小 結(jié)2、傳感器的工作原理