传感器的原理和应用.doc

课题：10、7 传感器的原理和应用 主备人：贾宝善? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 备课组长： 备课时间：2013/10/23? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 授课时间 1．概念：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫传感器． 2．组成：一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成． 3．原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量，例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号． 4．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个： (1)按输入量分类，如输入量分别为? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器．这种分类方法给使用者提供了方便，容易根据测量对象选择需要的传感器． (2)按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 等． 5．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 、霍尔元件等． (1)热敏电阻是由半导体材料制成的，常态时其阻值约为10 kΩ，其电阻率随温度的变化而迅速变化，温度升高时，其电阻率显著减小． (2)光敏电阻也是由半导体材料制成的，其电阻率在光照射下显著减小，在没有光照射下其阻值可以达到几十兆欧，在一般室内光照射下，电阻可以降至几千欧，利用多用电表的欧姆挡测量不同温度下热敏电阻的阻值以及不同光照条件下光敏电阻的阻值，就可以了解热敏电阻随温度以及光敏电阻随光照的变化规律． (3)有些金属的电阻率随温度的升高而增加，利用这个特点也可以制成温度传感器．热敏电阻和金属热电阻都可以把温度这个热学量转化为电学量(电阻)，相比之下热敏电阻的灵敏度较好． (4)霍尔元件能够把磁感应强度转换为电压，当电流一定时，霍尔电压UH与磁感应强度B成 一、力的传感器------电子称 组成：由金属架和应变片组成． 应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量． 二、声传感器------话筒 (1)话筒的作用是将声信号转换为电信号． 常见的有：动圈式话筒、电容式话筒和驻极体话筒． 三、温度传感器 (1)温度传感器是由半导体材料制成的，热敏电阻和金属热电阻均可制成，它是把热信号转换为电信号而进行自动控制的． 测温仪： (1)原理：温度传感器可以把温度转换为电信号，由指针仪表或数字式仪表显示出来，把非电学量转变为电学量． (2)优点：由于电信号可以由测温点传输到其他地点，所以温度传感器可以远距离读取温度的数值． (3)种类：常见的测温仪的测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还可以是红外线敏感元件等． 四、光传感器 火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的，其带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报(如图2所示)． 五、电容式传感器 1．角度的电容式传感器：原理是当旋转动片时，电容器两个彼此绝缘的金属板的正对面积发生变化，从而引起电容发生变化．如图3甲所示． 2．液体的电容式传感器：原理是导电液体相当于电容器的一个极板，当液体的深度发生变化时，相当于两个极板的正对面积发生变化，从而电容发生变化．如图乙所示． 3．位移的电容式传感器：原理是当电解质板插入两金属极板间不同的距离时，随着电解质板位移的变化，电容随之变化．如图丙所示． 4．压力的电容式传感器：原理是当作用在一个电极上的压力改变时，金属片的形状发生变化，两金属板的距离发生变化，电容随之改变，如图丁所示． 逻辑电路 1． 基本的逻辑关系有? ? ? ? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? ? ? 2． 基本的逻辑电路有? ? ? ? ? ? 、? ? ? ? ? ? ? 、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3． 画出三种符号： “与”门的符号为：? ? ? ? “或”门的符号为：? ? ? “非”门的符号为： 达标检测： （B）1．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的(? ) A．压敏性? ? ? ?