《傳感器》 全章課件

1、 傳感器1、什么是傳感器?非電學量 電學量傳感器的種類傳感器的種類2、光敏電阻（光電傳感器）例題例題1如圖所示，如圖所示，R1、R2為定值電阻，為定值電阻，L是小燈泡，是小燈泡，R3為光敏電阻，當照射光強度增大時，（為光敏電阻，當照射光強度增大時，（ ）A電壓表的示數(shù)增大電壓表的示數(shù)增大 BR2中電流減小中電流減小C小燈泡的功率增大小燈泡的功率增大 D電路的路端電壓增大電路的路端電壓增大3、熱敏電阻和金屬熱電阻ORT金屬導線金屬導線熱敏電阻熱敏電阻例題例題2.2.下圖是一個溫度傳感器的原理示意圖下圖是一個溫度傳感器的原理示意圖,R,Rt t是一是一個熱敏電阻器。試說明傳感器是如何把溫度值轉(zhuǎn)變個

2、熱敏電阻器。試說明傳感器是如何把溫度值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕?。為電信號的。VRtR定片定片動片動片電介質(zhì)電介質(zhì)金屬芯線金屬芯線導電液體導電液體待測壓力待測壓力F固定電極固定電極可動電極可動電極x極板極板極板極板電介質(zhì)電介質(zhì)4、電容式傳感器示意圖示意圖被測物體被測物體x電容器極板電容器極板電介質(zhì)板電介質(zhì)板 （1 1）材料：半導體）材料：半導體 如：砷化銦如：砷化銦CDFBEI IU UH H霍爾元件工作原理圖霍爾元件工作原理圖dkUHIB （3 3）霍爾電壓）霍爾電壓: :K K為比例系數(shù)，稱為為比例系數(shù)，稱為霍爾系數(shù)霍爾系數(shù)，其大小與元件的材料有關(guān)。，其大小與元件的材料有關(guān)。一個霍爾元件的一個霍爾元件

3、的d、k為定值，再保持為定值，再保持I恒定，則恒定，則UH 的變化就的變化就與與B成正比。因此霍爾元件又稱成正比。因此霍爾元件又稱磁敏元件磁敏元件。5、霍爾元件（磁傳感器） （2 2）工作原理：）工作原理：1、傳感器：、傳感器：小結(jié)2、傳感器的工作原理：、傳感器的工作原理：3、敏感元件：、敏感元件： 溫度傳感器和光傳感器傳感器應用的一般模式傳感器應用的一般模式常溫下兩觸點分離。溫度升高，兩種金屬膨脹常溫下兩觸點分離。溫度升高，兩種金屬膨脹性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點接觸。性能不同，雙金屬片形狀發(fā)生變化，使觸點接觸。雙金屬片溫度傳感器雙金屬片溫度傳感器：原因：雙金屬片原因：雙金屬片銅的

4、膨脹系數(shù)大于鐵銅的膨脹系數(shù)大于鐵電熨斗的構(gòu)造電熨斗的構(gòu)造思考與討論：思考與討論：常溫下兩觸點是接觸還是分離？常溫下兩觸點是接觸還是分離？如何用調(diào)溫旋鈕來升高或降低電熨斗的工作溫度？如何用調(diào)溫旋鈕來升高或降低電熨斗的工作溫度？思思考與討論考與討論：（1）常溫下，上、下觸點應是接觸的還是分離的？）常溫下，上、下觸點應是接觸的還是分離的？當溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？當溫度過高時，雙金屬片將怎樣起作用？常溫下，上、下觸點應是分離的，設(shè)定溫度時，通過調(diào)常溫下，上、下觸點應是分離的，設(shè)定溫度時，通過調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕使彈性銅片下降，與彈性銅片相連的上觸點與下節(jié)調(diào)溫旋鈕使彈性銅片下降，與彈性銅片相連的上觸

5、點與下觸點接通。這樣電路接通，電熱絲發(fā)熱產(chǎn)生熱量，溫度升高，觸點接通。這樣電路接通，電熱絲發(fā)熱產(chǎn)生熱量，溫度升高，可熨燙衣物。由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上部金屬膨可熨燙衣物。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，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，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用雙金屬片溫度傳感器的作用雙金屬片溫度傳感器的作用-控制電路的通

6、斷控制電路的通斷 （2）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同）熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實現(xiàn)的？的溫度，這是如何使用調(diào)溫旋鈕來實現(xiàn)的？熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫熨燙棉麻衣物和熨燙絲綢衣物需要設(shè)定不同的溫度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)節(jié)升降螺絲，升降螺絲帶度，此時可通過調(diào)溫旋鈕調(diào)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制在不同溫度的目的 回顧在家煮飯的過程？回顧在家煮飯的過程？問題提出問題提出: 電飯鍋燒飯電飯鍋燒飯,飯熟后會自動斷開飯熟后會自動斷開

7、，而燒水時卻不能自動斷開。為什么？而燒水時卻不能自動斷開。為什么？閱讀：課本閱讀：課本P59 1、電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？、電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是什么？ 2、感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？、感溫鐵氧體的組成物質(zhì)是什么？ 3、感溫鐵氧體有何特點？、感溫鐵氧體有何特點？ 4、什么是、什么是“居里點居里點”？ 電飯鍋的構(gòu)造電飯鍋的構(gòu)造 閱讀：閱讀：P61 回答回答 以利用煙霧對光的散射來工作的火以利用煙霧對光的散射來工作的火災報警器為例，簡述其工作原理災報警器為例，簡述其工作原理 . 許多會議室、賓館房許多會議室、賓館房間的天花板上都裝有火災間的天花板上都裝有火災報警器，報警器，火

8、災報警器火災報警器是光是光傳感器應用的又一實例。傳感器應用的又一實例。光光電流變化電流變化控制電路通斷控制電路通斷非電學量非電學量傳感器傳感器電學量電學量控制電路通斷控制電路通斷報警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)報警器帶孔的罩子內(nèi)裝有發(fā)光二極管光二極管LED、光電三極管、光電三極管和不透明的擋板平時，光和不透明的擋板平時，光電三極管收不到電三極管收不到LED發(fā)出的發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)煙霧進入罩內(nèi)后對光有散射作用，進入罩內(nèi)后對光有散射作用，使部分光線照射到光電三極使部分光線照射到光電三極管上，其電阻變小與傳感管上，其電阻變小與傳感器連接的電路檢測出這種變器連接的電路檢測出這種變化

9、，就會發(fā)出警報化，就會發(fā)出警報 思考與討論：思考與討論：1 1、應該把恒溫箱中的加熱器接在、應該把恒溫箱中的加熱器接在 A A、B B 端還是端還是 C C、D D 端呢？端呢？2 2、要使箱內(nèi)溫度保持、要使箱內(nèi)溫度保持100100，可變電阻，可變電阻RR值應調(diào)節(jié)多值應調(diào)節(jié)多大？大？2、慣性制導系統(tǒng)已廣泛應用于導彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件是加速度計。慣性制導系統(tǒng)已廣泛應用于導彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件是加速度計。加速度計的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導彈長度方向安裝的固定光滑桿上套加速度計的構(gòu)造和原理的示意圖如圖示，沿導彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為m的滑塊，滑塊的兩側(cè)

10、分別與勁度系數(shù)均為的滑塊，滑塊的兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連，兩彈簧的的彈簧相連，兩彈簧的另一端與固定壁相連?；瑝K原來靜止，彈簧處于另一端與固定壁相連。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度自然長度?；瑝K上有指針，可通。滑塊上有指針，可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進行制導。設(shè)某段時間內(nèi)導彈沿水平過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進行制導。設(shè)某段時間內(nèi)導彈沿水平方向運動，指針向左偏離方向運動，指針向左偏離O點的距離為點的距離為x，則這段時間內(nèi)導彈的加速度，則這段時間內(nèi)導彈的加速度 （ ） A. 方向向左，大小為方向向左，大小為 k x/m B方向向右，大小為方向向右，大小為 k x

11、/m C方向向左，大小為方向向左，大小為 2k x/m D. 方向向右，大小為方向向右，大小為 2k x/m01010UPD3、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，兩端接在，其電阻均勻，兩端接在穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源U0上，當導彈以加速度上，當導彈以加速度a沿水平方向運動時，與滑塊沿水平方向運動時，與滑塊連接的滑動片連接的滑動片P產(chǎn)生位移，此時可輸出一個電信號產(chǎn)生位移，此時可輸出一個電信號U，作為導彈，作為導彈慣性制導系統(tǒng)的信息源，為控制導彈運動狀態(tài)輸入信息，試寫慣性制導系統(tǒng)的信息源，為控制導彈運動狀態(tài)輸入信息，試寫出出U與與a 的函數(shù)關(guān)系式。的函數(shù)關(guān)系式。010

12、10UPU0解解：a=2kx/m S=ma/2kU=U0 Rx / R = U0 x / L=maU0 / 2kL=mU0 a / 2kLa閱讀閱讀P61 回答回答 1、機械式鼠標器的組成、機械式鼠標器的組成 2、機械式鼠標器的工作原理、機械式鼠標器的工作原理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，紅外管接收到一方向兩個碼盤轉(zhuǎn)動，紅外管接收到一個個紅外線脈沖。計算機分別統(tǒng)計個個紅外線脈沖。計算機分別統(tǒng)計 x、y 兩個方向上兩個方向上的脈沖信號，就能確定鼠標的位置。的脈沖信號，就能確定鼠標的位置。 生活中

13、的傳感器 傳感器是把一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能力的裝置，把被測信號轉(zhuǎn)化成電信號的裝置，它在我們生產(chǎn)、生活和科研方面都有著非常廣泛的用途，大到軍事、天文方面的應用，小到我們?nèi)粘Ｉ畹闹箫?、洗衣等自動化方面的應用。可以說，傳感器的應用已經(jīng)深入到了整個社會生活的方方面面。 生活中的傳感器生活中的傳感器 傳感器在日常生活中更是無處不在，它正在改變著人們的生活方式，充分顯示出它給人們生活帶來的方便、安全和快捷。比如當我們夏天使用空調(diào)時，它為什么會讓房間保持在一個設(shè)定的溫度下呢?這是因為空調(diào)中有一個用熱敏電阻制成的感應頭，當周圍空氣的溫度發(fā)生變化時，熱敏電阻的阻值就會隨之而發(fā)生相應的改變，通過電路轉(zhuǎn)換為電流信

14、號從面控制壓縮機的工作。又比如煙霧報警器，就是利用煙敏電阻來測量出煙霧濃度，達到一定濃度即引起報警系統(tǒng)工作，從而達到報警的目的。還有我們的光敏路燈、聲控路燈等也是利用傳感器來自動控制開關(guān)的通和斷的。在我們的生活中用到傳感器的地方還很多，比如自動門、手機觸摸屏、鼠標、數(shù)碼相機、電子天平、話筒、電子溫度計、自動洗衣機、紅外線報警器等。 1.洗衣機中的傳感器洗衣機中的傳感器 水位傳感器有兩種(20歐姆左右)，1：觸點式開關(guān)，用壓力推動氣囊連桿接通觸點，觸點閉合，則開始洗滌，電腦板檢測開關(guān)的通斷信號。2：頻率式：內(nèi)是一個電感和2個電容 磁芯組成振動電路，其頻率靠磁芯在氣壓的作用下推動氣囊連的磁芯做上下

15、運動產(chǎn)生對應頻率，不同的頻率值對應不同的水位。 洗衣機中還有負載量傳感器、水溫傳感器、布質(zhì)傳感器、洗滌粉傳感器、臟污程度傳感器、脫水傳感器等。2.電冰箱中的傳感器電冰箱中的傳感器 電冰箱一般有冷凍室傳感器：溫度傳感器，用于顯示冷凍室的溫度。冷藏室環(huán)境傳感器：溫度傳感器，用于顯示冷藏室的溫度變溫區(qū)傳感器：溫度傳感器，用于顯示變溫室的溫度和控制（此區(qū)溫度一般在-7度至5度間） 化霜傳感器：溫度傳感器，一般在常溫下為斷開，-7以下閉合！化霜加熱器通電發(fā)熱，將蒸發(fā) 器的霜化掉！（在電冰箱中，此傳感器一定配合熔斷器使用）家用報警器家用報警器 家用防盜報警器采用芯片，微電腦控制技術(shù)，是集傳感探測、通訊、計算機于一體的智能化、全數(shù)碼、多功能的新一代技防精品。該報警系統(tǒng)廣泛應用于企事業(yè)單位、金融系統(tǒng)、 營業(yè)場所、居民家庭的防盜、防搶、防火、緊急求助的自動報警?？瑟毩⑹褂茫部膳c報警中心組成聯(lián)網(wǎng)。 一旦發(fā)生警情，能把報警信息通過郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間 遠程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的電話、手機、傳呼機。同時向報警中心報告，聯(lián)網(wǎng)中心電腦可通過電子地圖、數(shù)據(jù)庫、電腦語音提示，監(jiān)聽現(xiàn)場情況，顯示發(fā)生警情的單位、 地址、方位、及時調(diào)動警力作出快速處理。傳感器與人的器官傳感器與人的器官 與人的