傳感器復(fù)習(xí)內(nèi)容

傳感器的應(yīng)用知識(shí)回顧霍爾元件:磁感應(yīng)強(qiáng)度非電學(xué)量電學(xué)量光敏電阻：光強(qiáng)熱敏電阻:溫度電阻電阻電壓●傳感器應(yīng)用的一般模式芝麻開門紅外線傳感器干手器指紋識(shí)別器數(shù)字游標(biāo)卡尺數(shù)字風(fēng)速儀數(shù)字式測(cè)振表熱敏式傳感器一、力傳感器的應(yīng)用-----電子秤原理分析：力電阻變化電壓形變應(yīng)變片的作用當(dāng)被測(cè)物理量作用于彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生變形，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，引起應(yīng)變片的電阻值變化，通過(guò)測(cè)量電路變成量輸出。輸出的電量大小反映被測(cè)量的大小。結(jié)構(gòu)：應(yīng)變式傳感器由彈性元件上粘貼電阻應(yīng)變片構(gòu)成應(yīng)用：廣泛用于力、力矩、壓力、加速度、重量等參數(shù)的測(cè)量二．力傳感器的應(yīng)用——電子秤（1）電子秤使用的測(cè)力裝置是什么？它是由什么元件組成的？（3）應(yīng)變片能夠把什么力學(xué)量轉(zhuǎn)化為什么電學(xué)量？（2）簡(jiǎn)述力傳感器的工作原理。裝置：力傳感器元件：金屬梁和應(yīng)變片

兩個(gè)應(yīng)變片的形變引起電阻變化致使兩個(gè)應(yīng)變片的電壓差變化

形變電壓

練習(xí)1.關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說(shuō)法正確的是 （）A.應(yīng)變片是由多用半導(dǎo)體材料制成B.當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大反之，變小C.傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓D.外力越大，輸出的電壓差值也越大二、聲傳感器的應(yīng)用----話筒1、動(dòng)圈式話筒工作原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象聲信號(hào)電流信號(hào)NSN2、電容式話筒聲電容變化電壓工作原理：利用電容器充放電形成的充放電電流

3、駐極體話筒工作原理：由內(nèi)部的駐極體塑料膜感受聲波，原理與電容式話筒類似人們通常將話筒用于講話、演唱和錄音，并不把它當(dāng)作傳感器看待。真正作為測(cè)量應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例是在噪聲升級(jí)上，作為控制用的一個(gè)實(shí)例是在聲控樓道燈的電路中后者使用的是駐極體話筒。三、溫度傳感器的應(yīng)用-----電熨斗（1）常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的還是分離的？當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，雙金屬片將怎樣起作用？思考與討論（2）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(lái)實(shí)現(xiàn)的？電熨斗的結(jié)構(gòu)：溫度傳感器可以將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為

，可由指針式儀表或數(shù)字式儀表顯示出來(lái)，從而構(gòu)成指針式溫度計(jì)或數(shù)字式溫度計(jì)。測(cè)溫儀中的測(cè)溫元件可以是___________、__________、_________等，還可以是__________等。由于電信號(hào)可以

輸送，因此應(yīng)用溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀取溫度的數(shù)值。溫度傳感器可以把溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。測(cè)溫元件可以是熱敏電阻、金屬熱電阻、熱電偶，還可以是紅外線敏感元件等。電信號(hào)可以遠(yuǎn)距離輸送，因而溫度傳感器可以遠(yuǎn)距離讀取溫度。光傳感器的應(yīng)用——鼠標(biāo)器鼠標(biāo)中的紅外接收管就是光傳感器。鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，滾球帶動(dòng)x、y

方向兩個(gè)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外管接收到一個(gè)個(gè)紅外線脈沖。計(jì)算機(jī)分別統(tǒng)計(jì)

x、y兩個(gè)方向上的脈沖信號(hào)，就能確定鼠標(biāo)的位置。甲圖2乙丙

利用煙霧對(duì)光的散射來(lái)工作的火災(zāi)報(bào)警器為例，簡(jiǎn)述其工作原理光傳感器的應(yīng)用——火災(zāi)報(bào)警器煙霧式火災(zāi)報(bào)警器的實(shí)物見(jiàn)圖，煙霧作上升運(yùn)動(dòng)的，到達(dá)天花底下，煙感報(bào)警器通過(guò)煙發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，所以煙霧式火災(zāi)報(bào)警器安裝在天花板上。煙霧式火災(zāi)報(bào)警器的核心部件是一個(gè)光傳感器，它可以用來(lái)測(cè)量煙的濃度的，該裝置設(shè)計(jì)的時(shí)候，光束是偏離感應(yīng)器的，當(dāng)煙霧進(jìn)入到感應(yīng)室后，煙霧粒子會(huì)將部分光束散射

到感應(yīng)器上，當(dāng)煙霧的濃度逐漸加大時(shí)，就會(huì)有更多的光束被散射到感應(yīng)器上，當(dāng)?shù)竭_(dá)傳感器的光束達(dá)到一定的程度，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。下列器件是應(yīng)用光傳感器的是 （）A．鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報(bào)警器 C．測(cè)溫儀D．電子稱例題分析熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的變化而變化的原理制成的，如各種家用電器（空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)、電飯煲等）的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等。

例題：如圖是一火警報(bào)警的一部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是（

）A.

I

變大，U變大B.

I變小，U變小C.

I變小，U變大D.

I變大，U變小R1R2R3AabEr

解：出現(xiàn)火情時(shí)溫度升高，R2減小，R總減小，I總增大，Uab減小，U并減小，IA減小，B五、傳感器可將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，起自動(dòng)控制作用。如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)中有位移傳感器，電熨斗、電飯煲中有溫度傳感器，電視機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、空調(diào)機(jī)中有光電傳感器……10．演示位移傳感器的工作原理如右圖示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿p，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來(lái)反映物體位移的大小x。假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法正確的是（）A．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C．物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流D．物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù)03年上海理綜10B

12．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程。下列屬于這類傳感器的是 （）

A．紅外報(bào)警裝置

B．走廊照明燈的聲控開關(guān)

C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置

D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器03年上海理綜12A如圖示，將一光敏電阻連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于Ω檔，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取?，則可判斷（）A.θ′=θB.θ′<θC.θ′>θD.不能確定θ和θ的關(guān)系′θB電容傳感器

電容器的電容C決定于極板的正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，則通過(guò)測(cè)定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。θ定片動(dòng)片極板電介質(zhì)固定電極可動(dòng)電極題目：隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.改變了濕度B.改變了溫度

C.改變了磁場(chǎng)D.改變了電容C例1：用如圖所示的裝置可以測(cè)量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)有力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0㎏的滑塊，滑塊可無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上其壓力大小可以直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動(dòng)方向固定在汽車上,傳感器b在前,a在后.汽車靜止時(shí),傳感器a、b的示數(shù)均為10N。(1)若傳感器a示數(shù)為14N，b的示數(shù)為6.0N,求此時(shí)汽車的加速度和方向?(2)當(dāng)汽車一怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器a的示數(shù)為零？

解：（1）以滑塊為研究對(duì)象，則：

(1)若傳感器a示數(shù)為14N，b的示數(shù)為6.0N,求此時(shí)汽車的加速度和方向?解：

(2)當(dāng)汽車一怎樣的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器a的示數(shù)為零？例2：唱卡拉OK用的話筒,內(nèi)有傳感器,其中有一種是動(dòng)圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中,當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí),就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào).下列說(shuō)法正確的是()A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C.膜片振動(dòng)時(shí),穿過(guò)金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動(dòng)時(shí),金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B例3：電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒好,其工作原理如圖所示,Q是絕緣支架,M是薄金屬膜和固定電極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,當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有A.電容變大

B.電容變小C.導(dǎo)線AB中有向左的電流

D.導(dǎo)線AB中有向右的電流

1.

采用阻值為120Ω靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片和阻值為120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無(wú)窮大。當(dāng)應(yīng)變片上的應(yīng)變分別為1和1000u時(shí)，試求單臂、雙臂和全橋工作時(shí)的輸出電壓，并比較三種情況下的靈敏度。2.

采用阻值R=120Ω靈敏度系數(shù)K=2.0的金屬電阻應(yīng)變片與阻值R=120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為10V。當(dāng)應(yīng)變片應(yīng)變?yōu)?000u時(shí)，若要使輸出電壓大于10mV，則可采用何種工作方式（設(shè)輸出阻抗為無(wú)窮大）？3.如圖所示為一直流電橋，供電電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，R3=R4=100Ω，R1和R2為同型號(hào)的電阻應(yīng)變片，其電阻均為50Ω，靈敏度系數(shù)K=2.0。兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面的正反兩面。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000u，試求此時(shí)電橋輸出端電壓U0。1．光電效應(yīng)有哪幾種?與之對(duì)應(yīng)的光電元件各有哪些?2．常用的半導(dǎo)體光電元件有哪些?它們的電路符號(hào)如何?3．試述光敏二極管和光敏三極管的工作原理，畫出測(cè)量電路。4．試述光敏電阻的主要參數(shù)。5.簡(jiǎn)述以下測(cè)量電路的工作原理溫度傳感器應(yīng)用1、熱電阻溫度計(jì)的測(cè)溫原理是什么？2、什么是接觸電動(dòng)勢(shì)和溫差電動(dòng)勢(shì)？簡(jiǎn)述熱電偶的工作原理。3、簡(jiǎn)述熱電偶的基本定律。4、簡(jiǎn)述熱電偶冷端補(bǔ)償電橋的工作原理5、非接觸式測(cè)溫方法有哪些？簡(jiǎn)述其工作原理。14.已知分度號(hào)為S的熱電偶冷端溫度為35°C，現(xiàn)測(cè)得熱電勢(shì)為11.710mV，求熱端溫度為多少度？15.鉑電阻溫度計(jì)在100°C時(shí)電阻值為139，當(dāng)它與熱的氣體接觸時(shí)，電阻值增至281，試確定氣體的溫度。設(shè)0°C時(shí)的電阻值為100。16.將一只鉻鎳——康銅熱電偶與電壓表相連，電壓表接線端是50°C，弱電位計(jì)上讀數(shù)是60Mv，問(wèn)熱電偶熱端溫度是多少？該熱電偶的靈敏度為0.08mV/°C。5.熱電偶冷端電橋補(bǔ)償電路中，當(dāng)冷端溫度變化時(shí)，由

電橋提供一個(gè)隨冷端溫度

的附加電動(dòng)勢(shì)，使熱電偶回路的輸出

冷端溫度的變化而改變，達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康摹?.熱電偶中熱電勢(shì)由（）組成。

A、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B、溫差電動(dòng)勢(shì)

C、接觸電動(dòng)勢(shì)D、切割電動(dòng)勢(shì)7.工程（工業(yè)）中，熱電偶冷端處理方法有（）

A、熱電動(dòng)勢(shì)修正法B、溫度修正法

C、0℃恒溫法

D、冷端延長(zhǎng)法13.現(xiàn)用一只鎳鉻—鎳硅熱電偶測(cè)某換熱器內(nèi)溫度，其冷端溫度為30°C，而顯示儀表機(jī)械零位為0°C，這時(shí)指示值為400°C，若認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430°C，對(duì)不對(duì)？為什么？正確值為多少？E（30，0）=1.203mV

鎳鉻—鎳硅熱電偶分度表工作端溫度°C400410420430440熱電動(dòng)勢(shì)mV16.39516.81817.24117.66418.08814.已知分度號(hào)為S的熱電偶冷端溫度為35°C，現(xiàn)測(cè)得熱電勢(shì)為11.710mV，求熱端溫度為多少度？1.熱電動(dòng)勢(shì)由兩部分電動(dòng)勢(shì)組成，一部分是兩種導(dǎo)體的________電動(dòng)勢(shì)，另一部分是單一導(dǎo)體的__