选修一电子控制技术选修1-2.2传感器的应用解析.ppt

２.2　传 感 器 的 应 用 1、认识常见的传感器 2、知道传感器的应用 传感器用途 传感器的用途很广：科学研究、工业、农业、商业、医学、军事、环境保护、日常生活等。 使用传感器测量的优点 ——提高了检测的精确性和可靠性。 为什么传感器比人的感觉系统的精确性和可靠性更好？ 因为传感器转换的电信号与它获取的信息有严格的一一对应关系，而且用它来测量准确性较高，多次重复测量结果之间误差很小。 案例一： 温、湿度传感器检测棉花的温度和湿度 案例二：电子秤是怎样工作的？ 电子秤由电阻应变片、电压放大器、模数转换器和数字显示器等组成。 1、怎样称重？ 电阻应变片由康铜丝做成，当受到力的作用时，它的电阻就会发生变化。把应变片接在合适的电子电路中，电阻的变化量就能转换为电压的变化量，经过电压放大器放大和处理后又成为相应的数字量，送到液晶显示器显示出被称物体的质量。 电子秤是怎样工作的？ 2、怎样计价？ 称出货物质量后，通过键盘输入货物的单价，装在电子秤里具有计算功能的处理器开始工作，显示器上就能显示出总价钱。如果把电子秤与打印机相连，则被被秤货物的质量、价格、总价钱就能在纸带上打印出来。 马上行动 你能不能想到一种更方便、更快捷、更准确的方法来称“大象” 可用力敏传感器制成的测量汽车质量的地秤． 案例 自动计数器 原理：在自动传送带的两侧分别安装光源和光敏传感器，当被测瓶子位于光源和传感器之间时，传感器无光照，否则便有光照，这样通过它输出的电信号发生变化便可计数。若瓶子是透明的，同同时可检测液位或液体的混浊度。 案例 B超的奥秘 B超的探头是超声波传感器（声敏传感器） 超声波有两个重要特性： （1）方向性好。 频率比音频高，遇到物体后超声波会反射，物体的密度不同，反射程度不同，通过接收和处理反射波，就可以知道物体的方位和距离。 （2）在水里的传播距离远，约是在空气中传播距离的1800倍。 适于探测水中物体的优选载体。因为人体内部有水分，因此很适于检测人体内部的病变。 超声波是怎样工作的？它是怎么既能发射超声波又能接收超声波的？ 在传感器的两条引脚上输入40kHz的脉冲信号，其内部的压电陶瓷片（或压电石英晶片）将电能转换为同频率的机械振动能，经锥形辐射口将振动信号向外发射出去，这就是超声波的发射。 当超声波遇到被测物体或障碍物时，超声波便反射回来，当传感器接收到40kHz的超声波信号后，压电陶瓷片产生谐振，将机械振动信号转换成同频率的电信号。 超声波传感器的用途 （1）B超 （2）探测大海的深度（声呐） （3）计数器 （4）汽车倒车防撞装置 ——利用半导体材料制成的一种电阻值随温度变化的特殊电阻。其电阻值随温度升高而增大的叫正温度系数热敏电阻；随温度升高而降低的叫负温度系数的热敏电阻。 讨论：炼钢炉中，钢水的温度可达10000C。能否使用热敏传感器直接测量？ 热敏电阻温度计测量的温度范围为0~4000C，故不能。 可用铂锗-铂热电偶测量，其测量温度范围可达14000C； 也可以用光学高温系统与标准温度相比较来测定温度。因为任何物质都辐射出其波长与所处温度相对应的电磁波，当温度超过7000C时物体将辐射可见光，用肉眼即可观察到发光。 红外线测温仪 “非典”时期在公共场所，人们使用什么工具来测体温？ 答：红外线测温仪。 原理：当物体的温度高于绝对零度时，都有与温度有关的红外线向外辐射，把它转换成电信号就是红外线测温仪。 还可用于: 红外线报警器、红外线摄影、红外线夜视镜、自动门等 7、位移传感器 位移传感器用于检测位移(线位移、角位移)长度、厚度等，并把它们转换为相应的电信号输出。 种类很多，电容式位移传感器是其中之一。 电容式位移传感器的电容量随被测位移的变化而变化。如收音机中的选台旋纽用的就是可变电容器。 干手器 干手器的出风口处安装了电容感应电路，因为人体是导体，当湿手靠近干手器的出风口时，感应电路的电容量发生变化，导致控制电路输出电压变化，接着电磁继电器常开触点闭合，接通风扇与加热器的电源，手上的水很快被吹干。当手移开后便又恢复原来状态。 练 习 超市收银台是怎么利用条形码识别商品价格的。 答：条形码中包含商品的数码信息，当用光发射器照射后，条形码的光反射信号由光敏传感器接收并解读后，就能计算出商品的价格。 在现代农业的温室里，电子控制系统要对那些环境参数进行控制？需要哪些传感器，并画出相应的方框图。 答：温度、湿度、光照。需要温敏、湿敏、光敏传感器。 3、你能举出一些在科学测量、简单重复的工作和在对人体有害或人无法到达的环境中使用传感器的例子吗? 在核电站的辐射区测温度、湿度、质量采用热敏、湿敏、力敏传感器测量； 测量煤矿中的瓦斯含量，用气敏传感器；在低温（-2000C）或高温（20