传感器的原理与应用整理ppt.ppt

将扬声器当传感器使用 吹 气 声 响 手机发射 手机接收 连接微电流传感器 用小线圈测电磁波 手机的电磁波 （静音、无振动） 微电流传感器 微电流传感器的用途非常广。 可以通过适当方式，将需要测量的微弱信号转变为电学量，从而间接地检测各种非电信号。 制冷酒柜 化妆品冰箱 汽车冰箱 小巧的冰箱不用压缩机 陶 瓷 片 陶 瓷 片 P P N N I 冷 端 热 端 温差电致冷组件（半导体致冷片） 陶 瓷 片 电动机 电压差 温度差 这是什么器件？ 塞贝克效应 珀尔帖效应 温 差 电 池 塞贝克效应片 温差越大 电机转动越快 热水 冷水 手掌接近时会产生电流 陶 瓷 片 陶 瓷 片 P P N N I 冷 端 热 端 陶 瓷 片 微电流传感器 探测红外线 传感器内有一个用弹簧片支撑的质量块，可以上下活动。 固定电极1与质量块之间构成电容C1 质量块与固定电极2之间构成电容C2 α C1 C2 固定电极1 质量块 固定电极2 10、加速度传感器 电容式 加速度传感器 质量块 工 作 原 理 初始状态：间距 d1＝d2 电容 C1＝C2 当传感器向上加速运动时： d1↑ → C1↓ d2↓ → C2↑ 测量电容值，得到相应的加速度值。 C1 C2 d2 d1 α C1 C2 d1 d2 硬盘防震 加速度传感器应用 安全气囊 颈椎运动测量 照相机防抖动系统 1、感光元件防抖—— 机身的CCD框架产生相对移动，对成像落点进行矫正（索尼） 。 2、光学防抖—— 镜头中的对焦镜产生相对移动，对光路进行矫正（佳能） 。 CCD框架移动 加速度传感器 高速列车的车厢在转弯时会发生倾斜，而频繁的左右摆动，容易使人感觉晕眩。 利用加速度传感器，计算机根据列车转弯的半径和速度，自动调节每节车厢的倾斜角度，从而达到高速、安全、舒适的目的。 自动调节车厢摆动的摆式列车 列车转向架 铂电阻的特性曲线 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 20 40 60 80 100 0 t ／℃ R ／Ω 铂电阻PT1000 温度传感器的滞后性 气体压强与温度的关系 p T 压强与温度的拟合图线 P - T 图线为何不能通过坐标原点？ 压强值滞后 温度值滞后 常见的实验操作过程 加温 看到压强升高为112.3 立即点击“记录数据” 继续加温，重复实验 实验结果： 温度值滞后 结 构 铂金属 玻 璃 陶瓷基片 铂电阻 金属管 导热硅脂 外界温度变化通过传感器的金属管、导热硅脂，再通过封装片才能传递到铂金属，这样的结构使得温度传感器不能迅速跟上外界的温度变化（响应速度慢），这种现象在动态测量中将引起测量误差。 温度变化 金属管 导热硅脂 封装片 铂金属 响应速度慢 产 生 的 原 因 当温度升高时，压强值上升为112.3，但此时温度传感器内的铂电阻还未感受到这一温度，“当前温度” 显示的还是前一时刻的温度值（ 334.2）。 如果此时立即记录数据，不能真实反应同一时刻 P、T 的实际状态，所记录的数据必然存在误差。 实验改进 1、将铂电阻直接置于实验环境中，提高温度传感器的响应速度。 2、增加水杯的热容量，以利于温度传感器和瓶内空气达到热平衡。 铂电阻 接压强 传感器 比热容实验 煤油 水 检查：两支温度传感器升温速度是否一致？ 效果不理想 温度传感器的差异 两支传感器测量同一水温的变化，发现两者升温的斜率不等。 20℃ 100℃ t 为什么？ 温度传感器的差异 铂电阻 金属管 导热硅脂 导热硅脂充填不充分 需要进行温度对比时，注意传感器的一致性。 6、光电门传感器 A B A孔发射红外线，B孔接收红外线。 当A、B之间无挡光物体时，传感器没有电信号输出；反之有电信号输出。 这样就把有没有物体挡光，转换成断续变化的数字信号。 光电管 发光管 红外线 挡光片 工作原理 当A、B之间无挡光物时，光电管导通，逻辑状态为0； 当A、B间有物体挡光时，光电管截止，逻辑状态为1。 计算机内设置计时器，当逻辑状态为1时，计时器开始计时； 当逻辑状态为0时，计时器停止计时， 这样就可测量出物体通过光电门的时间。 R R UOUT 5v 发光管 光电管 A B C D 光电门的作用 1：测量时间 机械能守恒定律 测量摆锤通过光电门的时间 光电门测量时间的误差 S S 圆柱体不存在这个问题 平均速度 v =Δs /Δt 光电门的作用 2：控制开关 光电