傳感器復(fù)習(xí)課課件

10、3傳感器1、什么是傳感器傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。

非電學(xué)量→傳感器→電學(xué)量

角度位移速度壓力溫度濕度聲強(qiáng)光照電磁場(chǎng)等

傳感器電壓電流電阻電容電路的通斷2、傳感器應(yīng)用的一般模式：（2）光敏電阻是由半導(dǎo)體材料組成的，電阻率隨光強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小。將光強(qiáng)度（光信號(hào)）轉(zhuǎn)換為電阻（電信號(hào)）。（3）熱敏電阻和金屬熱電阻熱敏電阻：由半導(dǎo)體材料組成的，溫度越高電阻越小。金屬熱電阻：由金屬材料組成的，溫度越高電阻越大。A：熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測(cè)量范圍較?。籅：金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測(cè)量范圍較大，但靈敏度較差。將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)特點(diǎn)：（4）、電容式傳感器（1）測(cè)定角度θ：

（2）測(cè)定液面高度h：

（3）測(cè)定壓力F：

（4）測(cè)定位移x：

定片動(dòng)片θ電介質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體待測(cè)壓力F固定電極可動(dòng)電極x極板極板電介質(zhì)Θ越大S越小C越小h越大S越大C越大X越大ξ越大C越大力F增大，兩板距離減小電容增大（5）．霍爾元件

一個(gè)確定的霍爾元件的d、k、為定值，再保持I不變，則UH的變化就與B成正比。這樣，霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量。1、結(jié)構(gòu)圖2、工作原理：在沒(méi)有發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用，使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小。與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。（2）、光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器1、機(jī)械式鼠標(biāo)器的組成2、機(jī)械式鼠標(biāo)器的工作原理光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器當(dāng)鼠標(biāo)器在桌面上移動(dòng)時(shí)，滾球的運(yùn)動(dòng)通過(guò)滾軸帶動(dòng)兩個(gè)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)X、Y兩個(gè)方向的脈沖信號(hào)，處理后就在屏幕上的光標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移C、什么是“居里點(diǎn)”？（3）、溫度傳感器的應(yīng)用——電飯鍋A、電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？感溫鐵氧體B、感溫鐵氧體有何特點(diǎn)？常溫下有磁性，能被永磁體吸引；當(dāng)溫度上升到103℃時(shí)失去磁性，不能被永磁體吸引。103℃D、原理：按下開(kāi)關(guān)，永磁體和感溫鐵氧體吸引，觸點(diǎn)接觸開(kāi)始加熱，當(dāng)溫度達(dá)到“居里點(diǎn)”時(shí)感溫鐵體磁性消失，在彈簧作用下與永磁體分離，觸點(diǎn)分離，停止加熱。下次再用時(shí)再按下開(kāi)關(guān)。(2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會(huì)大致保持一定的溫度?為什么?

在常壓下水的沸點(diǎn)是1000C,所以鍋內(nèi)保持一定的溫度(3)飯熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度會(huì)有什么變化?這時(shí)電飯鍋會(huì)自動(dòng)地發(fā)生哪些動(dòng)作?溫度升高.

當(dāng)達(dá)到1030C時(shí)感溫磁體失去磁性,在彈簧作用下與永磁體分離,觸點(diǎn)分離,電熱板電路斷開(kāi),進(jìn)入保溫狀態(tài).(4)如果用電飯鍋燒水,能否在水沸騰后自動(dòng)斷電?

不能控制電路的通斷.溫度傳感器的應(yīng)用——電熨斗1、溫度傳感器是什么？雙金屬片2、原理：常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的，但溫度過(guò)高時(shí)，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，則雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源，停止加熱．溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動(dòng)控制溫度的作用．3、雙金屬片溫度傳感器的作用:4、如何調(diào)節(jié)溫度？通過(guò)調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動(dòng)彈性鋼片升降，從而改變觸點(diǎn)接觸的難易，達(dá)到控制在不同溫度的目的．螺絲下降，觸點(diǎn)難分離，控制溫度升高。M溫度傳感器的應(yīng)用——冰箱溫度控制器4、彈簧片1、測(cè)溫泡2、細(xì)管3、彈性金屬盒5、動(dòng)觸點(diǎn)6、靜觸點(diǎn)7、拉桿8、凸輪9、連桿思考與討論：1、為什么溫度較高時(shí)壓縮機(jī)自動(dòng)工作，達(dá)到設(shè)定低溫后就自動(dòng)停止工作？2、凸輪為什么可以改變?cè)O(shè)定的溫度？電冰箱內(nèi)溫度較高時(shí),密封系統(tǒng)中的壓強(qiáng)增大,盒體膨脹,膜盒3通過(guò)小柱體推動(dòng)彈簧片4,使動(dòng)觸點(diǎn)5與靜觸點(diǎn)6接觸,控制壓縮機(jī)工作,而在達(dá)到定的溫度時(shí)拉簧7帶動(dòng)簧片4將觸點(diǎn)5.6斷開(kāi),壓縮機(jī)停止工作.8轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)改變連桿9對(duì)彈簧7的拉力,該拉力與彈性膜盒3產(chǎn)生的推力共同控制彈簧4的運(yùn)動(dòng).(8逆時(shí)針轉(zhuǎn)7拉力變大,使觸點(diǎn)5.6分離需要膜盒3的推力增大冰箱內(nèi)設(shè)定的溫度增高)溫度傳感器的應(yīng)用——測(cè)溫儀測(cè)溫速度小于0.5s，分辨力達(dá)到0.l℃動(dòng)圈式話筒的工作原理

膜片接收到聲波后引起振動(dòng)，連接在膜片上的線圈隨著一起振動(dòng)，線圈在永磁體的磁場(chǎng)里振動(dòng)從而產(chǎn)生感應(yīng)電流（電信號(hào)），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，振幅和頻率的變化都由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音。電磁感應(yīng)現(xiàn)象（4）、聲音傳感器的應(yīng)用——?jiǎng)尤κ皆捦搽娙菔皆捦驳墓ぷ髟?/p>

利用電容器充放電形成的充放電電流。薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，于是電阻R兩端就輸出了與聲音變化規(guī)律相同的電壓．優(yōu)點(diǎn)：保真度好。聲音傳感器的應(yīng)用——電容式話筒傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1、光控開(kāi)關(guān)一、斯密特觸發(fā)器1、什么是斯密特觸發(fā)器？是具有特殊功能的非門。2、符號(hào)：3、

斯密特觸發(fā)器的特殊性能原理：當(dāng)加在它輸入端A的電壓逐漸上升到某個(gè)值（1.6V）時(shí),輸出端Y會(huì)突然從高電平跳到低電平(0.25V),而當(dāng)輸入端A的電壓下降到另一個(gè)值的時(shí)候(0.8V),Y會(huì)從低電平跳到高電平(3.4V).斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為突變的數(shù)字信號(hào),這正是進(jìn)行光控所需要的.原理：白天，光強(qiáng)度較大，光敏電阻RG電阻值較小，加在斯密特觸發(fā)器A端的電壓較低，則輸出端Y輸出高電壓，發(fā)光二極管LED不導(dǎo)通；當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG電阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（1.6V），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，則發(fā)光二極管LED導(dǎo)通發(fā)光，這樣就達(dá)到了使路燈天明滅，天暗自動(dòng)開(kāi)啟的目的。要想在天更暗時(shí)路燈才會(huì)亮，應(yīng)該把R1的值調(diào)大些還是調(diào)小些？為什么？應(yīng)該把R1的值調(diào)大些。因?yàn)椋阂顾姑芴赜|發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（1.6V），就需要光敏電阻RG電阻值達(dá)到更大，即天色更暗。用燈泡模仿路燈，為何要用繼電器？由于集成電路允許通過(guò)的電流較小，要用白織燈模仿路燈，就要使用繼電器來(lái)啟動(dòng)供電電路。思考：為什么要給線圈并聯(lián)一個(gè)二極管？分析電磁繼電器的工作原理當(dāng)天色暗到一定程度時(shí)，RG電阻值增大到一定值，斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個(gè)值（1.6V），輸出端Y突然從高電平跳到低電平，使線圈上電流增大，磁性增強(qiáng)，使D、E接觸，高壓工作電路工作（路燈亮）。實(shí)驗(yàn)2、溫度報(bào)警器電路圖1、試分析溫度報(bào)警器的工作原理。常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器輸入端A處于低電平，輸出端Y處于高電平，無(wú)電流通過(guò)蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度升高是，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢(shì)升高，當(dāng)達(dá)到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器發(fā)聲。實(shí)驗(yàn)2、溫度報(bào)警器2、怎樣使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？應(yīng)減小R1的阻值，R1的阻值越小，要使斯密特觸發(fā)器輸入端A達(dá)到高電平，則熱敏電阻阻值要求越小，即溫度越高。（6）傳感器的應(yīng)用-----加速度計(jì)原