傳感器復習課課件

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、化學成分等非電學量，并把它們按照一定的規(guī)律轉化成電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷。

非電學量→傳感器→電學量

角度位移速度壓力溫度濕度聲強光照電磁場等

傳感器電壓電流電阻電容電路的通斷2、傳感器應用的一般模式：（2）光敏電阻是由半導體材料組成的，電阻率隨光強度的增強而減小。將光強度（光信號）轉換為電阻（電信號）。（3）熱敏電阻和金屬熱電阻熱敏電阻：由半導體材料組成的，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，但化學穩(wěn)定性較差，測量范圍較??；B：金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，但靈敏度較差。將溫度信號轉化為電信號特點：（4）、電容式傳感器（1）測定角度θ：

（2）測定液面高度h：

（3）測定壓力F：

（4）測定位移x：

定片動片θ電介質金屬芯線導電液體待測壓力F固定電極可動電極x極板極板電介質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強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。1、結構圖2、工作原理：在沒有發(fā)生火災時，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。當發(fā)生火災時，產(chǎn)生大量煙霧，煙霧進入罩內后對光有散射作用，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出這種變化，就會發(fā)出警報。（2）、光傳感器的應用——火災報警器1、機械式鼠標器的組成2、機械式鼠標器的工作原理光傳感器的應用——鼠標器當鼠標器在桌面上移動時，滾球的運動通過滾軸帶動兩個碼盤轉動，紅外接收管就收到斷續(xù)的紅外脈沖，輸出相應的電脈沖信號，計算機分別統(tǒng)計X、Y兩個方向的脈沖信號，處理后就在屏幕上的光標產(chǎn)生相應的位移C、什么是“居里點”？（3）、溫度傳感器的應用——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？常溫下有磁性，能被永磁體吸引；當溫度上升到103℃時失去磁性，不能被永磁體吸引。103℃D、原理：按下開關，永磁體和感溫鐵氧體吸引，觸點接觸開始加熱，當溫度達到“居里點”時感溫鐵體磁性消失，在彈簧作用下與永磁體分離，觸點分離，停止加熱。下次再用時再按下開關。(2)煮飯時水沸騰后鍋內是否會大致保持一定的溫度?為什么?

在常壓下水的沸點是1000C,所以鍋內保持一定的溫度(3)飯熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度會有什么變化?這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作?溫度升高.

當達到1030C時感溫磁體失去磁性,在彈簧作用下與永磁體分離,觸點分離,電熱板電路斷開,進入保溫狀態(tài).(4)如果用電飯鍋燒水,能否在水沸騰后自動斷電?

不能控制電路的通斷.溫度傳感器的應用——電熨斗1、溫度傳感器是什么？雙金屬片2、原理：常溫下，上、下觸點應是接觸的，但溫度過高時，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，使觸點分離，從而切斷電源，停止加熱．溫度降低后，雙金屬片恢復原狀，重新接通電路加熱，這樣循環(huán)進行，起到自動控制溫度的作用．3、雙金屬片溫度傳感器的作用:4、如何調節(jié)溫度？通過調溫旋鈕調節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶動彈性鋼片升降，從而改變觸點接觸的難易，達到控制在不同溫度的目的．螺絲下降，觸點難分離，控制溫度升高。M溫度傳感器的應用——冰箱溫度控制器4、彈簧片1、測溫泡2、細管3、彈性金屬盒5、動觸點6、靜觸點7、拉桿8、凸輪9、連桿思考與討論：1、為什么溫度較高時壓縮機自動工作，達到設定低溫后就自動停止工作？2、凸輪為什么可以改變設定的溫度？電冰箱內溫度較高時,密封系統(tǒng)中的壓強增大,盒體膨脹,膜盒3通過小柱體推動彈簧片4,使動觸點5與靜觸點6接觸,控制壓縮機工作,而在達到定的溫度時拉簧7帶動簧片4將觸點5.6斷開,壓縮機停止工作.8轉動會改變連桿9對彈簧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的運動.(8逆時針轉7拉力變大,使觸點5.6分離需要膜盒3的推力增大冰箱內設定的溫度增高)溫度傳感器的應用——測溫儀測溫速度小于0.5s，分辨力達到0.l℃動圈式話筒的工作原理

膜片接收到聲波后引起振動，連接在膜片上的線圈隨著一起振動，線圈在永磁體的磁場里振動從而產(chǎn)生感應電流（電信號），感應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，這個信號電流經(jīng)擴音器放大后傳給揚聲器，從揚聲器中就發(fā)出放大的聲音。電磁感應現(xiàn)象（4）、聲音傳感器的應用——動圈式話筒電容式話筒的工作原理

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形成一個電容器，被直流電源充電．當聲波使膜片振動時，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：保真度好。聲音傳感器的應用——電容式話筒傳感器的應用實驗實驗1、光控開關一、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：3、

斯密特觸發(fā)器的特殊性能原理：當加在它輸入端A的電壓逐漸上升到某個值（1.6V）時,輸出端Y會突然從高電平跳到低電平(0.25V),而當輸入端A的電壓下降到另一個值的時候(0.8V),Y會從低電平跳到高電平(3.4V).斯密特觸發(fā)器可以將連續(xù)變化的模擬信號轉換為突變的數(shù)字信號,這正是進行光控所需要的.原理：白天，光強度較大，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不導通；當天色暗到一定程度時，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導通發(fā)光，這樣就達到了使路燈天明滅，天暗自動開啟的目的。要想在天更暗時路燈才會亮，應該把R1的值調大些還是調小些？為什么？應該把R1的值調大些。因為：要使斯密特觸發(fā)器輸入端A的電壓上升到某個值（1.6V），就需要光敏電阻RG電阻值達到更大，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的電流較小，要用白織燈模仿路燈，就要使用繼電器來啟動供電電路。思考：為什么要給線圈并聯(lián)一個二極管？分析電磁繼電器的工作原理當天色暗到一定程度時，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，使D、E接觸，高壓工作電路工作（路燈亮）。實驗2、溫度報警器電路圖1、試分析溫度報警器的工作原理。常溫下，調整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，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當溫度升高是，熱敏電阻RT阻值減小，斯密特觸發(fā)器輸入端A電勢升高，當達到某一值（高電平），其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器發(fā)聲。實驗2、溫度報警器2、怎樣使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？應減小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）傳感器的應用-----加速度計原