傳感器及其工作原理(1)教材

1傳感器及其工作原理第三章《傳感器》自動(dòng)門引入新課自動(dòng)干手機(jī)酒精含量測(cè)試儀雷達(dá)測(cè)速儀電子秤紅外耳溫計(jì)航空航天宇宙飛船

飛行的速度、加速度、位置、姿態(tài)、溫度、氣壓、磁場(chǎng)、振動(dòng)測(cè)量；“阿波羅10”飛船對(duì)3295個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，其中：溫度傳感器559個(gè)壓力傳感器140個(gè)信號(hào)傳感器501個(gè)遙控傳感器142個(gè)專家說(shuō)：整個(gè)宇宙飛船就是高性能傳感器的集合體視覺(jué)嗅覺(jué)聽覺(jué)味覺(jué)觸覺(jué)光傳感器濕度傳感器氣體傳感器聲音傳感器味傳感器溫度傳感器壓力傳感器人獲取外界信息機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備獲取外界信息一傳感器：轉(zhuǎn)換電路物理信息化學(xué)信息生物信息電信號(hào)敏感元件傳感器傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、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。傳感器有時(shí)又被稱作檢測(cè)器，探測(cè)器或變換器傳感器非電學(xué)量傳感器電學(xué)量2.傳感器的作用Text聲音等磁場(chǎng)溫度受力電容等電阻電壓電流測(cè)量、傳輸、處理和控制3、傳感器的組成

敏感元件處理電路非電信息電信息敏感元件是直接感受被測(cè)量，并將這些信息變換成易于測(cè)量的物理量，形成電信號(hào)處理電路能把微小的信號(hào)進(jìn)行放大，并除去干擾信號(hào)，使敏感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成便于顯示、記錄、處理和控制的電學(xué)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為三類：(1)物理類：基于力、熱、光、電磁和聲等物理效應(yīng)(2)化學(xué)類：基于化學(xué)反應(yīng)原理(3)生物類：基于酶、抗體和激素等分子識(shí)別功能離子感煙器明火探測(cè)器溫度傳感器光電傳感器濕度傳感器機(jī)油壓力傳感器超聲波傳感器風(fēng)速傳感器全自動(dòng)血壓機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門走廊聲控?zé)舻墓ぷ髟砉饷魝鞲衅髀暶魝鞲衅鳠袈曇艄饩€控制電路延時(shí)電路聲音光線1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)減小熱敏電阻用半導(dǎo)體材料制成，具有電阻隨溫度靈敏變化的特性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量敏感元件金屬熱電阻鉑電阻（1）光敏電阻的電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)。（2）光敏電阻受到光照時(shí)電阻會(huì)變小。（3）光敏電阻將光學(xué)量（光照強(qiáng)度）轉(zhuǎn)化為電學(xué)量（電阻）。2、光敏電阻（光電傳感器）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3干簧管防盜報(bào)警器干簧管是一種能感知磁場(chǎng)的敏感元件，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例題3如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，（）A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大ABC（1）測(cè)定角度θ（2）測(cè)定液面高度h（3）測(cè)定壓力F（4）測(cè)定位移x

定片動(dòng)片θ電介質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體待測(cè)壓力F固定電極可動(dòng)電極x極板極板電介質(zhì)電容式傳感器電容式位移傳感器電容式位移傳感器把力學(xué)量（位移）轉(zhuǎn)換為電學(xué)量（電容）。示意圖被測(cè)物體x電容器極板電介質(zhì)板待測(cè)壓力F固定電極膜片電極例4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BCABC1如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)光照射到R3上的光強(qiáng)度增大時(shí)(

)A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡的功率增大D．電路的路端電壓增大2如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于電阻擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的中央．若用不透光的黑紙將Rt包裹起來(lái)，表針將向________(選填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)；若用手電筒光照射Rt，表針將向________(選填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng)．左右3如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻變大，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)(

)A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強(qiáng)D．小燈泡的亮度變?nèi)魿4如圖所示，將萬(wàn)用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間．若往Rt上擦一些酒精，表針將向________(填“左”或“右”)移動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________(填“左”或“右”)移動(dòng)．左右動(dòng)圈式話筒電容式話筒電熨斗電飯鍋一、溫度傳感器1、熱雙金屬片溫度傳感器（1）用來(lái)控制電路的通斷。（2）原理：不同金屬的膨脹系數(shù)不同，將兩種膨脹系數(shù)相差較大的不同金屬片焊接或軋制成一體后，溫度升高時(shí)，由于兩面金屬膨脹程度不同，雙金屬片受熱變形2、熱電阻傳感器用金屬絲制作的感溫電阻叫熱電阻。電阻與溫度的關(guān)系：R＝R0（1＋θt）作用：測(cè)溫，測(cè)流量。原理：金屬絲的電阻隨溫度的升高而增大3、熱敏電阻傳感器（1）NTC熱敏電阻電阻隨溫度升高而減?。ㄒ话闼f(shuō)熱電阻都是此類）（2）PTC熱敏電阻電阻隨溫度升高而增大。作用：測(cè)溫、溫度