傳感器及其工作原理講解

關(guān)于傳感器及其工作原理講解傳感器在哪？什么是傳感器？第2頁,共47頁，2024年2月25日，星期天學(xué)習(xí)傳感器的重要性第3頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

傳感器技術(shù)與通信技術(shù)、計算機技術(shù)構(gòu)成信息科學(xué)技術(shù)的三大支柱。

21世紀(jì)是人類全面進(jìn)入信息電子化的時代，隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展，使得人們需要獲得的自然信息的種類日益增加，需要信息傳遞的速度加快，信息處理能力增強，因此要求與此相對應(yīng)的信息獲取技術(shù)即傳感技術(shù)必須跟上信息化發(fā)展的需要。第4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天2003年9月，全球現(xiàn)場直播埃及金字塔世界最古老石棺的考古挖掘進(jìn)程，可能揭開古埃及金字塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)之謎。一個小機器人通過了埃及最大的金字塔內(nèi)一條狹窄的通道，試圖揭開4600年前的秘密。它的探秘之行以發(fā)現(xiàn)了又一道封閉的石門而告終。圖坦卡蒙的咒語:“不論是誰騷擾了法老的安寧，死神之翼將在它的頭上降臨?！钡?頁,共47頁，2024年2月25日，星期天自動門自動干手機第6頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時在線監(jiān)測系統(tǒng)。自動檢測與自動控制系統(tǒng)第7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。第8頁,共47頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共47頁，2024年2月25日，星期天酒精含量測試儀雷達(dá)測速儀電子秤紅外耳溫計第10頁,共47頁，2024年2月25日，星期天汽車與傳感器

高級轎車需要用傳感器對溫度、壓力、位置、距離、轉(zhuǎn)速、加速度、濕度、電磁、光電、振動等進(jìn)行實時準(zhǔn)確的測量，一般需要30～100種傳感器。第11頁,共47頁，2024年2月25日，星期天傳感器與家用電器自動電飯鍋、吸塵器、空調(diào)器、電子熱水器、風(fēng)干器、電熨斗、電風(fēng)扇、洗衣機、洗碗機、照相機、電冰箱、電視機、錄像機、家庭影院等。第12頁,共47頁，2024年2月25日，星期天全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器第13頁,共47頁，2024年2月25日，星期天機器人服務(wù)員第14頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

21世紀(jì)的農(nóng)業(yè)將是知識密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，設(shè)施農(nóng)業(yè)可以有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和增強抗災(zāi)能力，借助溫室及其配套裝置來調(diào)節(jié)和控制作物生產(chǎn)環(huán)境條件，擺脫自然制約，以達(dá)到高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)。信息獲取手段是實現(xiàn)高水平設(shè)施農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，設(shè)施農(nóng)業(yè)用傳感器的品種較多，主要用于溫度、濕度、土壤干燥度、CO2、光照度、土壤養(yǎng)分等參數(shù)的測量。信息獲取技術(shù)還在農(nóng)田和果園生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生物學(xué)研究、農(nóng)藥殘留量檢測等方面得到了廣泛的應(yīng)用。傳感器與農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)第15頁,共47頁，2024年2月25日，星期天航空航天宇宙飛船

飛行的速度、加速度、位置、姿態(tài)、溫度、氣壓、磁場、振動測量；“阿波羅10”飛船對3295個參數(shù)進(jìn)行檢測，其中：溫度傳感器559個壓力傳感器140個信號傳感器501個遙控傳感器142個專家說：整個宇宙飛船就是高性能傳感器的集合體第16頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

海灣戰(zhàn)爭中，伊拉克在科威特戰(zhàn)區(qū)部署了4280輛坦克，多國部隊只有3800輛坦克。但結(jié)果是伊拉克的坦克89％被毀，而多國部隊的坦克僅損失20輛。這種懸殊的損毀比，正是由于雙方信息優(yōu)勢及精確制導(dǎo)武器方面的明顯差距造成的。第17頁,共47頁，2024年2月25日，星期天安全檢查門

安檢門的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)射線圈和接收線圈。當(dāng)有金屬物體通過時，交變磁場就會在該金屬導(dǎo)體表面產(chǎn)生電渦流，會在接收線圈中感應(yīng)出電壓，計算機根據(jù)感應(yīng)電壓的大小、相位來判定金屬物體的大小。在安檢門的側(cè)面還安裝一臺“軟x光”掃描儀，它對人體、膠卷無害，用軟件處理的方法，可合成完整的光學(xué)圖像。

第18頁,共47頁，2024年2月25日，星期天原理：當(dāng)磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開關(guān)的作用第19頁,共47頁，2024年2月25日，星期天干簧管的構(gòu)成防盜報警器第20頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

電梯選層控制電話折疊式手機的開關(guān)有線電話聽筒拿離時的開關(guān)控制微波爐爐門的開關(guān)控制冰箱門的開關(guān)控制煤氣表流量控制汽車安全氣囊的開關(guān)控制天窗/車窗開關(guān)控制安全帶的扣妥/松拖警示應(yīng)用對象功能干簧管的應(yīng)用第21頁,共47頁，2024年2月25日，星期天一種防盜門報警電路干簧管第22頁,共47頁，2024年2月25日，星期天視覺嗅覺聽覺味覺觸覺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械自動化設(shè)備獲取外界信息第23頁,共47頁，2024年2月25日，星期天1.傳感器的定義：轉(zhuǎn)換電路物理信息化學(xué)信息生物信息電信號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。第24頁,共47頁，2024年2月25日，星期天傳感器非電學(xué)量傳感器電學(xué)量2.傳感器的作用Text聲音等磁場溫度受力電容等電阻電壓電流測量、傳輸、處理和控制第25頁,共47頁，2024年2月25日，星期天3、傳感器的組成

輔助電源敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測量電量敏感元件是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件輸出的非電物理量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)或電量。基本轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。物理、化學(xué)、生物信息第26頁,共47頁，2024年2月25日，星期天離子感煙器明火探測器溫度傳感器第27頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光電傳感器濕度傳感器機油壓力傳感器超聲波傳感器第28頁,共47頁，2024年2月25日，星期天風(fēng)速傳感器全自動血壓機自動旋轉(zhuǎn)門第29頁,共47頁，2024年2月25日，星期天走廊聲控?zé)舻墓ぷ髟砉饷魝鞲衅髀暶魝鞲衅鳠袈曇艄饩€控制電路延時電路聲音光線第30頁,共47頁，2024年2月25日，星期天動圈式話筒電容式話筒電熨斗電飯鍋第31頁,共47頁，2024年2月25日，星期天聲傳感器的應(yīng)用——話筒傳感器應(yīng)用實例（1）話筒的作用是什么？話筒把聲音的振動變成電流動圈式話筒電容式話筒第32頁,共47頁，2024年2月25日，星期天（3）電容式話筒的工作原理和工作過程。它分為兩類，一種是手持話筒，如舞臺演出和KTV里的話筒一樣。這種采用電池供電的手持電容話筒，一般都是5號電池；另一種是錄音話筒，如電臺播音室和錄音棚里長用的那種，需要48伏電源供電。電容式話筒的特點是：清晰度和靈敏度高，音質(zhì)飽滿渾厚但不渾濁。（2）動圈式話筒的工作原理和工作過程。聲波引起膜片振動，線圈和膜片是連在一起的，連在膜片上的線圈就一起振動，線圈在永久磁體的磁場里振動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電信號．線圈振動的快慢、強弱代表了聲音振動的特征，產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小和方向就隨著這個特征而變化，這個記載聲音信號的感應(yīng)電流經(jīng)放大后傳給揚聲器，就發(fā)出聲音．其工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．優(yōu)點：不需要電源供電，使用簡便，噪聲小，音質(zhì)特點是渾厚、飽滿。缺點是人聲悶，清晰度不夠好。第33頁,共47頁，2024年2月25日，星期天（1）電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？（2）感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋第34頁,共47頁，2024年2月25日，星期天(1).開始煮飯時為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開后這個按鈕是否恢復(fù)到圖示的狀態(tài)？為什么？(2).煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否回大致保持一定的溫度？為什么？(3).飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？(4).如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？

:第35頁,共47頁，2024年2月25日，星期天利用煙霧對光的散射來工作的火災(zāi)報警器為例，簡述其工作原理光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報警器第36頁,共47頁，2024年2月25日，星期天工作原理：如圖是天花板上裝的火災(zāi)報警器，平時，發(fā)光二極管LED發(fā)出的光被擋板擋住，光電三極管收不到光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)；當(dāng)有煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后，對光線向各個方向散射，使部分光線照射到光電三極管上，其阻值變小，與傳感器連接的電路檢測到這種變化，就會發(fā)出警報．第37頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

光電傳感器:

光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管。光敏電阻利用阻值隨光照強度的變化而變化的原理制成的。如自動沖水機、路燈的控制、光電計數(shù)器、煙霧報警器等都是利用了光電傳感器的原理。第38頁,共47頁，2024年2月25日，星期天傳感器應(yīng)用實例一、力傳感器的應(yīng)用——電子秤（1）電子秤用的測力裝置是什么？它由什么元件組成？（2）簡述力傳感器的工作原理。（3）應(yīng)變片能夠把什么量轉(zhuǎn)化為什么電量？第39頁,共47頁，2024年2月25日，星期天用掌上型電渦流探傷儀檢測飛機裂紋第40頁,共47頁，2024年2月25日，星期天常見光敏傳感器

第41頁,共47頁，2024年2月25日，星期天常見的熱敏電阻第42頁,共47頁，2024年2月25日，星期天超聲波傳感器的認(rèn)知幾種常用超聲波傳感器第43頁,共47頁，2024年2月25日，星期天

壓電傳感器的認(rèn)知各種壓