傳感器及其工作原理

1、6.1 傳感器及其工作原理傳感器及其工作原理火災(zāi)報警器機器人v傳感器傳感器是把非電學(xué)物理量（如是把非電學(xué)物理量（如:力、溫度、力、溫度、光、聲、化學(xué)成分光、聲、化學(xué)成分等），轉(zhuǎn)換成易于測等），轉(zhuǎn)換成易于測量、傳輸、處理的電學(xué)量（如：量、傳輸、處理的電學(xué)量（如：電壓、電壓、電流電流等）的一種組件，器自動控制作用。等）的一種組件，器自動控制作用。一、傳感器一、傳感器1.光敏電阻光敏電阻光傳感器光傳感器 二、幾種制作傳感器的元器件二、幾種制作傳感器的元器件2.熱敏電阻和金屬熱電阻熱敏電阻和金屬熱電阻閱讀教材，問答問題：閱讀教材，問答問題：（1 1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變）金屬導(dǎo)體與

2、半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系是否相同？化關(guān)系是否相同？（2 2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點？）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點？ （3 3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？么量？ 金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低；半導(dǎo)體材料金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而增強。的導(dǎo)電性能隨溫度升高而增強。熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測量范圍較熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測量范圍較??；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，?。唤饘贌犭娮璧幕瘜W(xué)穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，但靈敏度較差。

3、但靈敏度較差。 熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)崦綦娮杌蚪饘贌犭娮枘軌驅(qū)釋W(xué)量熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為電學(xué)量電學(xué)量 3.霍爾元件霍爾元件磁傳感器磁傳感器HIBUkddIBkUH理論探究：電容理論探究：電容傳感器傳感器 位移傳感器位移傳感器位移傳感器位移傳感器力傳感器力傳感器聲傳感器聲傳感器課堂總結(jié)課堂總結(jié)v對傳感器的認識對傳感器的認識 非電學(xué)量電學(xué)量物理規(guī)律物理規(guī)律 6.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用1.電子秤使用的測力裝置是什么電子秤使用的測力裝置是什么? 它是由什么元件組成的它是由什么元件組成的?2.簡述力傳感器的工作原理簡述力傳感器的工作原理. 金屬梁金屬梁U1U21.電子秤使用的測力裝置是什么電子

4、秤使用的測力裝置是什么? 它是由什么元件組成的它是由什么元件組成的?3.應(yīng)變片應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量？能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量？2.簡述力傳感器的工作原理簡述力傳感器的工作原理. 原因：雙金屬片銅的膨脹系數(shù)銅的膨脹系數(shù)大于鐵大于鐵電燙斗的構(gòu)造：電燙斗的構(gòu)造：溫度傳感器的應(yīng)用溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋電飯鍋溫度溫度電信號電信號鼠標中的紅外接收管就是光傳感器。鼠標移動時鼠標中的紅外接收管就是光傳感器。鼠標移動時，滾球帶動，滾球帶動 x、y 方向兩個碼盤轉(zhuǎn)動，紅外管接收到方向兩個碼盤轉(zhuǎn)動，紅外管接收到一個個紅外線脈沖。計算機分別統(tǒng)計一個個紅外線脈沖。計算機分別統(tǒng)計 x、y 兩個方

5、向兩個方向上的脈沖信號，就能確定鼠標的位置。上的脈沖信號，就能確定鼠標的位置?；馂?zāi)報警器光電流變化控制電路通斷非電學(xué)量傳感器電學(xué)量控制電路通斷二、常見的傳感器元件：二、常見的傳感器元件：1、光敏電阻：入射光變強，阻值減小、光敏電阻：入射光變強，阻值減小2、熱敏電阻：隨溫度的升高，阻值減小、熱敏電阻：隨溫度的升高，阻值減小 金屬熱電阻：隨溫度的升高，阻值增大金屬熱電阻：隨溫度的升高，阻值增大3、霍爾效應(yīng)：將磁學(xué)量（、霍爾效應(yīng)：將磁學(xué)量（B)轉(zhuǎn)化為電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量(U)三、傳感器的應(yīng)用：三、傳感器的應(yīng)用：力傳感器力傳感器-電子秤電子秤聲傳感器聲傳感器-話筒話筒溫度傳感器溫度傳感器-電熨斗、電飯煲

6、、測溫儀電熨斗、電飯煲、測溫儀光傳感器光傳感器-鼠標、火災(zāi)報警器鼠標、火災(zāi)報警器 膜片在聲波下振動，使得與膜片相連的膜片在聲波下振動，使得與膜片相連的線圈中產(chǎn)生隨聲波變化的感應(yīng)電流。線圈中產(chǎn)生隨聲波變化的感應(yīng)電流。1、動圈式話筒：、動圈式話筒：音圈音圈金屬膜片金屬膜片永久永久磁鐵磁鐵工作原理工作原理:電磁感應(yīng)電磁感應(yīng). 1.話筒的作用是把話筒的作用是把_信號轉(zhuǎn)化為信號轉(zhuǎn)化為_信號。信號。 2.動圈式話筒的工作原理：動圈式話筒的工作原理： 3.電容式話筒的工作原理：電容式話筒的工作原理：4.駐極式話筒的工作原理：駐極式話筒的工作原理：2、電容式話筒：、電容式話筒：原理原理:Q是絕緣支架是絕緣支架

7、,薄金屬膜薄金屬膜M 和固定電極和固定電極N 形成一個電容器形成一個電容器,被被直流電源充電直流電源充電.當(dāng)聲波當(dāng)聲波使膜片振動時使膜片振動時,電容發(fā)電容發(fā)生變化生變化,電路中形成變電路中形成變化的電流化的電流,于是電阻兩于是電阻兩端就輸出了與聲音變化端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓規(guī)律相同的電壓.優(yōu)點：保真度好優(yōu)點：保真度好絕緣絕緣支架支架薄金薄金屬膜屬膜固定固定電極電極3、駐極體駐極體話筒：話筒：原理原理:它由內(nèi)部的駐極體塑料它由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波膜感受聲波. 工作電壓工作電壓: 36 V.)特點：特點：體積小，重量輕，價格便宜，靈敏度高，體積小，重量輕，價格便宜，靈敏度高，常用

8、在盒式錄音機、聲控玩具等便宜的家電上常用在盒式錄音機、聲控玩具等便宜的家電上駐極體駐極體背極背極塑料膜塑料膜空隙空隙較弱的聲音擴音器擴音器揚聲器揚聲器 例題例題1：（：（2003上?？碱}）上?？碱}）演示演示位移傳感器位移傳感器的工作的工作原理如右圖示，物體原理如右圖示，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿變阻器的金屬滑桿p，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是說法正確的是 ( )A. 物體物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化運動時，電源內(nèi)的電

9、流會發(fā)生變化B. 物體物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化C. 物體物體M不動時，電路中沒有電流不動時，電路中沒有電流D. 物體物體M不動時，電壓表沒有示數(shù)不動時，電壓表沒有示數(shù)B 例例2. 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件是加速度計。個系統(tǒng)的重要元件是加速度計。加速度計加速度計的構(gòu)造和原的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑理的示意圖如圖示，沿導(dǎo)彈長度方向按裝的固定光滑桿上套一個質(zhì)量為桿上套一個質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為系數(shù)均為k的彈簧相連

10、，兩彈簧的另一端與固定壁相的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度?；瑝K上有指連。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度?；瑝K上有指針，可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)針，可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進行制導(dǎo)。進行制導(dǎo)。1.設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動，指設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動，指針向左偏離針向左偏離O點的距離為點的距離為S，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度速度 （ ） A. 方向向左，大小為方向向左，大小為 k S/m B方向向右，大小為方向向右，大小為 k S/m C方向向左，大小為方向向左，大小為 2k S/m D. 方向向右，大小為方向向右，大小為 2k S/mD01010UP2. 若電位器（可變電阻）總長度為若電位器（可變電阻）總長度為L，其電阻均勻，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源兩端接在穩(wěn)壓電源U0上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度上，當(dāng)導(dǎo)彈以加速度a沿水平方沿水平方向運動時，與滑塊連接的滑動片向運動時，與滑塊連接的滑動片P產(chǎn)生位移，此時可產(chǎn)生位移，此時可輸出一個電信