传感器及其工作原理资料教学课件.pptVIP

第4章传感器与现代社会4.1传感器的原理1.知道什么是传感器.2.知道传感器的种类及其一般结构.3.通过实物认识光敏电阻，了解光传感器的工作原理.

一、传感器简介1、传感器的概念能感受外界信息，并将其按一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫做传感器2、基本作用：把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照强度等)转换成电学量(如电压、电流、电容等)，达到易于测量、便于传输、储存、处理方便及自动控制的作用.3、基本组成：敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成：非电学量敏感元件转换电路电学量转换器件干簧管

敏感元件是传感器的核心，是利用材料的某种敏感效应制成的，它可以利用各种物理、化学、生物效应，将非电学参数的变化转换成电学参数的变化.转换器件将敏感元件采集的信息进行处理,以电压或电流的形式通过转换电路输出。智能传感器:当转换电路采用计算机进行信息处理并输出数字信息时,这种传感器就叫做智能传感器,如机器人中使用的各种传感器大都是智能传感器.声光控延时开关：能将声、光信息转换成电学量的传感器——声光控延时开关.这种灯控制装置好像能“听到”我们的到来,开灯迎接；又好像能“看到”我们的离去,关灯节能.

二、光声控延时开关电路的工作原理光电转换器件光声控延时开关是在光照度低于某一值时用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时“自动关闭”的传感器.其内部电子线路的功能就是将光敏、声敏元件获得的电信息信号处理后，变为电子开关的开动作.控制电灯线路声电转换器件光电转换器声电转换器电子线路被控制线路光声控延时开关电路原理图动圈式话筒就是一种声电转换器光敏电阻是一种光电转换器

光电传感器:光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管.光电传感器是由光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的.光敏电阻光照越强，电阻越小

三、传感器的类型1、类型（1）物理型传感器：利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测物信息的传感器，如电容传感器,电感传感器,光电传感器，压电传感器等.（2）化学型传感器：利用化学反应识别和检测信息的传感器，如气敏传感器，湿敏传感器等.（3）生物型传感器：利用生物化学反应识别和检测信息的传感器，如组织传感器，细胞传感器等.2、物理型传感器中常见的敏感元件：（1）光敏电阻（光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻（温度传感器）（3）电容式传感器（位移传感器）（4）霍尔元件（磁传感器）

3、敏感元件特性光敏电阻（1）其电阻率与与光照强度有关（2）其受到光照时电阻会变小（3）其能够将光学量转化为电阻的变化。例：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。

热敏电阻导电性能：半导体材料的导电性能随温度升高而改善特点：灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；量的转换：温度变化转换为电阻变化，再转换为电流或电压机理：载流子随温度的升高明显增多，导电性能变好注意：热敏元件分为：热敏电阻和金属热电阻两种。金属热电阻：的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差。

热敏电阻与金属热电阻的比较1）热敏电阻材料：半导体R特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而减小，具有负温度系数oT2）金属热电阻热敏电阻R-T关系示意图材料：金属热电阻是用金属做成的R特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而增大，具有正温度系数OT金属热电阻R-T关系示意图

电容式位移传感器电容器极板x电介质板电容式位移传感器示意图被测物体电容式位移传感器能够把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量电容C决定于面积S、距离d及板间的电介质这几个因如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的变化能引起上述某个因素的变化，会引起电容的变化，通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种作用的电容器称为电容式传感器。

图甲是测量角度θ的电容式传感器，原理是θ变S变C变图乙是测量液体深度h的电容式传感器，原理h变S变C变图丙是测量压力F的电容式传感器，原理是F变d变C变金属芯线θ固定电极电介质丙乙F可动电极h甲导电液体定片

I霍尔元件（1）材料：半导体如：砷化铟（2）工作原理图（3）霍尔电压:FBNEM在其他量恒定，则U的变化就与B成正H比。因此霍尔元件又称磁敏元件。UH霍尔元件工作原理图霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

作业课本家庭作业P5、6题82课本家庭作业P1题87课时提升作业P十一81、82

传感器的题型设计1、对传感器的的基本作用的认识2、对敏感元件特性的认识3、传感器在简单的自动控制电路的应用及电路的动态分析例题例1.如图所示，R、R为定值电阻，L是小灯泡，R312ABC）为光敏电阻，当照射光强度增大时，（A.电压表的示