第二章第二節(jié)_傳感器的應(yīng)用

1、第二節(jié)第二節(jié) 傳傳 感感 器器 的的 應(yīng)應(yīng) 用用1 1、認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的傳感器、認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的傳感器2 2、知道傳感器的應(yīng)用、知道傳感器的應(yīng)用 傳感器的用途很廣：科學(xué)研究、工業(yè)、農(nóng)傳感器的用途很廣：科學(xué)研究、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事、環(huán)境保護(hù)、日常業(yè)、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事、環(huán)境保護(hù)、日常生活等。生活等。傳感器用途傳感器用途提高了檢測(cè)的精確性和可靠性提高了檢測(cè)的精確性和可靠性。 為什么傳感器比人的感覺(jué)系統(tǒng)的精確性為什么傳感器比人的感覺(jué)系統(tǒng)的精確性和可靠性更好？和可靠性更好？ 因?yàn)閭鞲衅鬓D(zhuǎn)換的電信號(hào)與它獲取的信因?yàn)閭鞲衅鬓D(zhuǎn)換的電信號(hào)與它獲取的信息有嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且用它來(lái)息有嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且用

2、它來(lái)測(cè)量準(zhǔn)確性較高，多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果之測(cè)量準(zhǔn)確性較高，多次重復(fù)測(cè)量結(jié)果之間誤差很小。間誤差很小。使用傳感器測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)使用傳感器測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)案例一：案例一： 溫、濕度傳感器檢測(cè)棉花的溫、濕度傳感器檢測(cè)棉花的溫度和濕度溫度和濕度1、溫、濕度傳感器、溫、濕度傳感器還可用來(lái)檢測(cè)糧食倉(cāng)庫(kù)還可用來(lái)檢測(cè)糧食倉(cāng)庫(kù)布料倉(cāng)庫(kù)布料倉(cāng)庫(kù)蔬菜蔬菜大棚溫度和濕度大棚溫度和濕度案例二：案例二：電子秤是怎樣工作的？電子秤是怎樣工作的？ 電子秤由電阻應(yīng)變片、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電子秤由電阻應(yīng)變片、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字顯示器等組成。和數(shù)字顯示器等組成。1 1、怎樣稱重？、怎樣稱重？ 電阻應(yīng)變片由康銅絲做成，當(dāng)電阻應(yīng)變片由

3、康銅絲做成，當(dāng)受到力的作受到力的作用用時(shí)，它的時(shí)，它的電阻就會(huì)發(fā)生變化電阻就會(huì)發(fā)生變化。把應(yīng)變片接在合。把應(yīng)變片接在合適的電子電路中，電阻的變化量就能轉(zhuǎn)換為適的電子電路中，電阻的變化量就能轉(zhuǎn)換為電壓電壓的變化的變化量，經(jīng)過(guò)電壓放大器放大和處理后又成為量，經(jīng)過(guò)電壓放大器放大和處理后又成為相應(yīng)的數(shù)字量相應(yīng)的數(shù)字量，送到液晶顯示器顯示出被稱物體，送到液晶顯示器顯示出被稱物體的質(zhì)量。的質(zhì)量。2、壓敏傳感器、壓敏傳感器電子秤是怎樣工作的？ 2 2、怎樣計(jì)價(jià)？、怎樣計(jì)價(jià)？ 稱出稱出貨物質(zhì)量貨物質(zhì)量后，通過(guò)后，通過(guò)鍵盤(pán)鍵盤(pán)輸入貨物的單價(jià)輸入貨物的單價(jià)，裝在，裝在電子秤里具有計(jì)算功能的電子秤里具有計(jì)算功能的處

4、處理器開(kāi)始工作理器開(kāi)始工作，顯示器上就，顯示器上就能能顯示出總價(jià)錢(qián)顯示出總價(jià)錢(qián)。如果把電。如果把電子秤與打印機(jī)相連，則被被子秤與打印機(jī)相連，則被被秤貨物的質(zhì)量、價(jià)格、總價(jià)秤貨物的質(zhì)量、價(jià)格、總價(jià)錢(qián)就能在紙帶上打印出來(lái)。錢(qián)就能在紙帶上打印出來(lái)。馬上行動(dòng)馬上行動(dòng) 你能不能想到一種更方便、更快捷、更準(zhǔn)確的方你能不能想到一種更方便、更快捷、更準(zhǔn)確的方法來(lái)稱法來(lái)稱“大象大象” 可用力敏傳感器制成的測(cè)量汽車(chē)質(zhì)量的地秤?？捎昧γ魝鞲衅髦瞥傻臏y(cè)量汽車(chē)質(zhì)量的地秤。壓敏傳感器還可用于壓敏傳感器還可用于: 電腦鍵盤(pán)、手機(jī)鍵盤(pán)等電腦鍵盤(pán)、手機(jī)鍵盤(pán)等案例 自動(dòng)計(jì)數(shù)器 原理：在自動(dòng)傳送帶的原理：在自動(dòng)傳送帶的兩側(cè)兩側(cè)分別

5、安裝分別安裝光源光源和和光敏光敏傳感器傳感器，當(dāng)被測(cè)瓶子位于光源和傳感器之間時(shí)，當(dāng)被測(cè)瓶子位于光源和傳感器之間時(shí)，傳感器無(wú)光照，否則便有光照，這樣通過(guò)它輸出傳感器無(wú)光照，否則便有光照，這樣通過(guò)它輸出的電信號(hào)發(fā)生變化便可計(jì)數(shù)。若瓶子是透明的，的電信號(hào)發(fā)生變化便可計(jì)數(shù)。若瓶子是透明的，則同時(shí)可檢測(cè)液位或液體的混濁度。則同時(shí)可檢測(cè)液位或液體的混濁度。3、光敏傳感器、光敏傳感器光敏傳感器用途還有：光電鼠標(biāo)、數(shù)碼相機(jī)等光敏傳感器用途還有：光電鼠標(biāo)、數(shù)碼相機(jī)等 B B超的探頭是超聲波傳感器（聲敏傳感器）超的探頭是超聲波傳感器（聲敏傳感器） 超聲波有兩個(gè)重要特性：超聲波有兩個(gè)重要特性： （1 1）方向性好。

6、）方向性好。 頻率比音頻高，遇到物體后超聲波會(huì)反射，物體頻率比音頻高，遇到物體后超聲波會(huì)反射，物體的密度不同，反射程度不同，通過(guò)接收和處理反的密度不同，反射程度不同，通過(guò)接收和處理反射波，就可以知道物體的方位和距離。射波，就可以知道物體的方位和距離。 （2 2）在水里的傳播距離遠(yuǎn)，約是在空氣中傳播）在水里的傳播距離遠(yuǎn)，約是在空氣中傳播距離的距離的18001800倍。倍。 適于探測(cè)水中物體的優(yōu)選載體。因?yàn)槿梭w內(nèi)部有適于探測(cè)水中物體的優(yōu)選載體。因?yàn)槿梭w內(nèi)部有水分，因此很適于檢測(cè)人體內(nèi)部的病變。水分，因此很適于檢測(cè)人體內(nèi)部的病變。案例案例 B超的奧秘超的奧秘4 4、超聲波傳感器、超聲波傳感器超聲波是

7、怎樣工作的？它是怎么既超聲波是怎樣工作的？它是怎么既能發(fā)射超聲波又能接收超聲波的？能發(fā)射超聲波又能接收超聲波的？ 在傳感器的兩條引腳上輸入在傳感器的兩條引腳上輸入40kHz40kHz的脈沖信號(hào)，的脈沖信號(hào)，其內(nèi)部的壓電陶瓷片（或壓電石英晶片）將電能其內(nèi)部的壓電陶瓷片（或壓電石英晶片）將電能轉(zhuǎn)換為同頻率的機(jī)械振動(dòng)能，經(jīng)錐形輻射口將振轉(zhuǎn)換為同頻率的機(jī)械振動(dòng)能，經(jīng)錐形輻射口將振動(dòng)信號(hào)向外發(fā)射出去，這就是超聲波的發(fā)射。動(dòng)信號(hào)向外發(fā)射出去，這就是超聲波的發(fā)射。 當(dāng)超聲波遇到被測(cè)物體或障礙物時(shí)，超聲波便反當(dāng)超聲波遇到被測(cè)物體或障礙物時(shí)，超聲波便反射回來(lái)，當(dāng)傳感器接收到射回來(lái)，當(dāng)傳感器接收到40kHz40k

8、Hz的超聲波信號(hào)后，的超聲波信號(hào)后，壓電陶瓷片產(chǎn)生諧振，將機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成同壓電陶瓷片產(chǎn)生諧振，將機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成同頻率的電信號(hào)。頻率的電信號(hào)。超聲波傳感器的用途超聲波傳感器的用途 （1 1）B B超超 （2 2）探測(cè)大海的深度（聲吶）探測(cè)大海的深度（聲吶） （3 3）計(jì)數(shù)器）計(jì)數(shù)器 （4 4）汽車(chē)倒車(chē)防撞裝置）汽車(chē)倒車(chē)防撞裝置 利用半導(dǎo)體材料制成利用半導(dǎo)體材料制成的一種的一種電阻值隨電阻值隨溫度變化溫度變化的特殊電阻。其電阻值隨溫度升的特殊電阻。其電阻值隨溫度升高而增大的叫高而增大的叫正溫度系數(shù)熱敏電阻正溫度系數(shù)熱敏電阻；隨溫；隨溫度升高而降低的叫度升高而降低的叫負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻負(fù)溫

9、度系數(shù)的熱敏電阻。5 5、熱敏傳感器、熱敏傳感器 討論：煉鋼爐中，鋼水的溫度可達(dá)討論：煉鋼爐中，鋼水的溫度可達(dá)10000C。能。能否使用熱敏傳感器直接測(cè)量？否使用熱敏傳感器直接測(cè)量？ 熱敏電阻溫度計(jì)測(cè)量的溫度范圍為熱敏電阻溫度計(jì)測(cè)量的溫度范圍為04000C，故，故不能。不能。目前最高可達(dá)到目前最高可達(dá)到2000 可用鉑鍺可用鉑鍺-鉑熱電偶測(cè)量，其測(cè)量溫度范圍可達(dá)鉑熱電偶測(cè)量，其測(cè)量溫度范圍可達(dá)16000C；短期使用可達(dá)；短期使用可達(dá)18000C。目前最高可達(dá)目前最高可達(dá)到到2800 也可以用光學(xué)高溫系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)溫度相比較來(lái)測(cè)定也可以用光學(xué)高溫系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)溫度相比較來(lái)測(cè)定溫度。因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)都輻射出其

10、波長(zhǎng)與所處溫度溫度。因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)都輻射出其波長(zhǎng)與所處溫度相對(duì)應(yīng)的電磁波，當(dāng)溫度超過(guò)相對(duì)應(yīng)的電磁波，當(dāng)溫度超過(guò)7000C時(shí)物體將輻時(shí)物體將輻射可見(jiàn)光，用肉眼即可觀察到發(fā)光。射可見(jiàn)光，用肉眼即可觀察到發(fā)光。熱敏傳感器熱敏傳感器熱敏傳感器還可用于熱敏傳感器還可用于:電飯煲、冰箱、空調(diào)機(jī)等電飯煲、冰箱、空調(diào)機(jī)等紅外線測(cè)溫儀紅外線測(cè)溫儀 “非典非典”時(shí)期在公共場(chǎng)所，人們使用什時(shí)期在公共場(chǎng)所，人們使用什么工具來(lái)測(cè)體溫？么工具來(lái)測(cè)體溫？ 答：答：紅外線測(cè)溫儀紅外線測(cè)溫儀。 原理：當(dāng)物體的溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，原理：當(dāng)物體的溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，都有與溫度有關(guān)的紅外線向外輻射，都有與溫度有關(guān)的紅外線向外輻射，把它

11、轉(zhuǎn)換成電信號(hào)就是紅外線測(cè)溫儀。把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)就是紅外線測(cè)溫儀。 還可用于還可用于: 紅外線報(bào)警器、紅外線紅外線報(bào)警器、紅外線攝影、紅外線夜視鏡、自動(dòng)門(mén)等攝影、紅外線夜視鏡、自動(dòng)門(mén)等6、紅外線傳感器、紅外線傳感器7、位移傳感器、位移傳感器 位移傳感器用于檢測(cè)位移傳感器用于檢測(cè)位移位移(線位移、角位移線位移、角位移)長(zhǎng)度長(zhǎng)度、厚度厚度等，并把它們轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)輸出。等，并把它們轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)輸出。 種類很多，種類很多，電容式位移傳感器電容式位移傳感器是其中之一。是其中之一。 電容式位移傳感器的電容量隨被測(cè)位移的變化而電容式位移傳感器的電容量隨被測(cè)位移的變化而變化。變化。如收音機(jī)中的選臺(tái)旋

12、紐用的就是可變電容如收音機(jī)中的選臺(tái)旋紐用的就是可變電容器。器。干手器干手器 干手器的出風(fēng)口處安裝了干手器的出風(fēng)口處安裝了電容電容感應(yīng)感應(yīng)電路，因?yàn)槿梭w是導(dǎo)體，當(dāng)濕手靠電路，因?yàn)槿梭w是導(dǎo)體，當(dāng)濕手靠近干手器的出風(fēng)口時(shí)，感應(yīng)電路的近干手器的出風(fēng)口時(shí)，感應(yīng)電路的電容量發(fā)生變化電容量發(fā)生變化，導(dǎo)致控制電路輸，導(dǎo)致控制電路輸出出電壓變化電壓變化，接著電磁，接著電磁繼電器常開(kāi)繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合觸點(diǎn)閉合，接通接通風(fēng)扇與加熱器的風(fēng)扇與加熱器的電電源源，手上的水很快被吹干。當(dāng)手移，手上的水很快被吹干。當(dāng)手移開(kāi)后便又恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。開(kāi)后便又恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。輸入輸入電容電容傳感傳感器器被控對(duì)象被控對(duì)象風(fēng)扇、加風(fēng)扇、加熱

13、器熱器輸出輸出繼電繼電器器控制控制(處理處理)電路中有電路中有電壓輸出電壓輸出手接近手接近位移變化位移變化練練 習(xí)習(xí) 超市收銀臺(tái)是怎么利用條形碼識(shí)別商品價(jià)格的。超市收銀臺(tái)是怎么利用條形碼識(shí)別商品價(jià)格的。 答：條形碼中包含商品的數(shù)碼信息，當(dāng)用光發(fā)射答：條形碼中包含商品的數(shù)碼信息，當(dāng)用光發(fā)射器照射后，條形碼的光反射信號(hào)由光敏傳感器接器照射后，條形碼的光反射信號(hào)由光敏傳感器接收并解讀后，就能計(jì)算出商品的價(jià)格收并解讀后，就能計(jì)算出商品的價(jià)格。 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的溫室里，電子控制系統(tǒng)要對(duì)那些環(huán)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的溫室里，電子控制系統(tǒng)要對(duì)那些環(huán)境參數(shù)進(jìn)行控制？需要哪些傳感器，并畫(huà)出相應(yīng)境參數(shù)進(jìn)行控制？需要哪些傳感器，并畫(huà)出相應(yīng)的方框圖。的方框圖。 答：溫度、濕度、光照。需要溫敏、濕敏、光敏答：溫度、濕度、光照。需要溫敏、濕敏、光敏傳感器。傳感器。輸入輸入溫室溫室執(zhí)行執(zhí)行控制控制(處理處理)檢測(cè)檢測(cè)反饋反饋比較器比較器3 3、你能舉出一些在科學(xué)測(cè)量、簡(jiǎn)單重復(fù)的、你能舉出一些在科學(xué)測(cè)量、簡(jiǎn)單重復(fù)的工作和在對(duì)人體有害或人無(wú)法到達(dá)的環(huán)境中工作和在對(duì)人體有害或人無(wú)法到達(dá)的環(huán)境中使用傳感器的例子嗎使用傳感器的例子嗎? ? 在核電站的輻射區(qū)測(cè)溫度、