傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版PPT完整全套教學(xué)課件

傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版緒論全套PPT課件自動(dòng)感應(yīng)水龍頭工業(yè)機(jī)器人什么是傳感器能感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測(cè)量對(duì)象并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置。

一、什么是傳感器一、傳感器的定義Transducer:Sensor：可以將能量從一個(gè)領(lǐng)域變換到另一個(gè)領(lǐng)域，也就是將能量從一種類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N類型。用來(lái)感知被測(cè)量系統(tǒng)的參數(shù)，它能將特定的被測(cè)參數(shù)的信息按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種便于處理、易于傳輸?shù)男盘?hào)。傳感器的定義：

傳感器是現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)中不可缺少的重要組成部分，是被測(cè)對(duì)象和檢測(cè)系統(tǒng)的接口。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《傳感器通用術(shù)語(yǔ)》英文中，有兩個(gè)單詞可能被翻譯為傳感器。即Transducer和Sensor。一、傳感器的定義二、傳感器的應(yīng)用二、傳感器的應(yīng)用傳感器智能手機(jī)中的應(yīng)用二、傳感器的應(yīng)用熱釋電傳感器應(yīng)用在疫情防控二、傳感器的應(yīng)用傳感器在生產(chǎn)線上的應(yīng)用二、傳感器的應(yīng)用傳感器在生命探測(cè)中的應(yīng)用二、傳感器的應(yīng)用傳感器在車輛檢測(cè)中的應(yīng)用二、傳感器的應(yīng)用傳感器在平衡車中的應(yīng)用二、傳感器的應(yīng)用傳感器在衛(wèi)星中的應(yīng)用傳感器的分類12工作原理輸入信息3應(yīng)用范圍12物理型化學(xué)型3生物型三、傳感器的分類按工作原理分：電阻式、電感式、電容式、磁電式、壓電式、光電式、氣體式、超聲波式等按被測(cè)量分：位移、壓力、速度、溫度、氣體等物理型傳感器三、傳感器的分類三、傳感器的分類選用方法根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型

頻率響應(yīng)特性靈敏度的選擇四、傳感器的選用

線性范圍

穩(wěn)定性

精度1.傳感器的使用保養(yǎng)（1）精度較高的傳感器都需要定期校準(zhǔn)，一般在每3—6個(gè)月校準(zhǔn)一次。（2）傳感器通過(guò)插頭與供電電源和儀表連接時(shí)，應(yīng)注意引線不能接錯(cuò)。（3）各種傳感器都有一定的過(guò)載能力，但使用時(shí)應(yīng)盡量不要超過(guò)量程。（4）在搬運(yùn)和使用過(guò)程中，注意不要損壞傳感器的探頭。（5）傳感器不使用時(shí)，應(yīng)存放在溫度為10~35℃、相對(duì)濕度不大于85%、無(wú)酸、無(wú)堿、無(wú)腐蝕性氣體的室內(nèi)。五、傳感器的保養(yǎng)與維修五、傳感器的保養(yǎng)與維修2.傳感器的維修（1）調(diào)查法（2）直觀檢查法（3）替換法五、傳感器的保養(yǎng)與維修五、傳感器的保養(yǎng)與維修1、開發(fā)新材料、新工藝的新型傳感器。2、開發(fā)數(shù)字化、集成化、微型化的傳感器。3、開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)化的傳感器。六、傳感器的發(fā)展趨勢(shì)六、傳感器的發(fā)展趨勢(shì)思考題一、請(qǐng)你談?wù)勆钪谐Ｒ?jiàn)的傳感器有哪些？思考題0感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第一章測(cè)量測(cè)量誤差測(cè)量什么是測(cè)量一、什么是測(cè)量

一、什么是測(cè)量測(cè)量就是通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)方法、借助一定的實(shí)驗(yàn)器具將待測(cè)量與選做標(biāo)準(zhǔn)的同類量進(jìn)行比較的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

1、靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量2、直接測(cè)量和間接測(cè)量3、模擬式測(cè)量和數(shù)字式測(cè)量4、接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量5、在線測(cè)量和離線測(cè)量二、測(cè)量方法1.靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量

二、測(cè)量方法2.直接測(cè)量和間接測(cè)量

二、測(cè)量方法二、測(cè)量方法3.模擬式測(cè)量和數(shù)字式測(cè)量

二、測(cè)量方法4.接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量

二、測(cè)量方法5.在線測(cè)量和離線測(cè)量

二、測(cè)量方法在線測(cè)量離線測(cè)量思考題觀察下圖，看看這屬于哪幾種測(cè)量過(guò)方法？設(shè)計(jì)意圖思考題第1章靜態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量直接測(cè)量間接測(cè)量模擬式測(cè)量數(shù)字是測(cè)量接觸式測(cè)量非接觸式測(cè)量誤差一個(gè)采購(gòu)員買了100Kg大米，10Kg蘋果，1Kg巧克力，回來(lái)稱重發(fā)現(xiàn)大米是99.5Kg，蘋果是9.5Kg，巧克力是0.5Kg，但采購(gòu)員對(duì)賣巧克力的商家意見(jiàn)最大，這是為什么呢？如果是你，你對(duì)這三個(gè)賣家意見(jiàn)能一樣嗎？測(cè)量誤差測(cè)量誤差由于某些原因使測(cè)量數(shù)據(jù)不可避免地與實(shí)際數(shù)據(jù)產(chǎn)生的偏差稱為誤差。1、誤差的分類2、誤差產(chǎn)生的原因測(cè)量誤差誤差12絕對(duì)誤差相對(duì)誤差示值相對(duì)誤差滿度相對(duì)誤差測(cè)量誤差1.誤差的分類-絕對(duì)誤差所謂絕對(duì)誤差是指某一物理量的測(cè)量值A(chǔ)x與真值A(chǔ)o的差值Δx=Ax-Ao絕對(duì)誤差一定小于零嗎？？采購(gòu)員問(wèn)題可否用絕對(duì)誤差解釋？？測(cè)量誤差一個(gè)采購(gòu)員買了100Kg大米，10Kg蘋果，1Kg巧克力，回來(lái)稱重發(fā)現(xiàn)大米是99.5Kg，蘋果是9.5Kg，巧克力是0.5Kg，但采購(gòu)員對(duì)賣巧克力的商家意見(jiàn)最大，這是為什么呢？如果是你，你對(duì)這三個(gè)賣家意見(jiàn)能一樣嗎？Δx=Ax-Ao購(gòu)買大米的絕對(duì)誤差：99.5Kg-100Kg=-0.5Kg購(gòu)買蘋果的絕對(duì)誤差：9.5Kg-10Kg=-0.5Kg購(gòu)買巧克力的絕對(duì)誤差：0.5Kg-1Kg=-0.5Kg測(cè)量誤差2.誤差的分類-相對(duì)誤差相對(duì)誤差可以用來(lái)表示測(cè)量值偏離真實(shí)值的程度。也就是測(cè)量精確度的高低，相對(duì)誤差有兩種，一種是示值相對(duì)誤差，另一種是滿度相對(duì)誤差。（1）示值相對(duì)誤差δm=×100%ΔxAx測(cè)量誤差一個(gè)采購(gòu)員買了100Kg大米，10Kg蘋果，1Kg巧克力，回來(lái)稱重發(fā)現(xiàn)大米是99.5Kg，蘋果是9.5Kg，巧克力是0.5Kg，但采購(gòu)員對(duì)賣巧克力的商家意見(jiàn)最大，這是為什么呢？如果是你，你對(duì)這三個(gè)賣家意見(jiàn)能一樣嗎？購(gòu)買大米的示值相對(duì)誤差：-0.599.5×100%=0.5%購(gòu)買蘋果的示值相對(duì)誤差：-0.59.5×100%=5%購(gòu)買巧克力的示值相對(duì)誤差：-0.50.5×100%=100%示值相對(duì)誤

差用正值表示！δx=×100%ΔxAx測(cè)量誤差2.誤差的分類-相對(duì)誤差（2）滿度相對(duì)誤差（3）精確度等級(jí)S=×100Am

Δmδm=×100%ΔmAm測(cè)量誤差1.絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差-2.5~5.0問(wèn)：用其測(cè)量直流、交流電壓時(shí)，可能產(chǎn)生的滿度相對(duì)誤差分別為多少？直流2.5交流5.0測(cè)量誤差最大滿度相對(duì)誤差去掉百分號(hào)（%）后的數(shù)值定義為儀表的精度等級(jí)0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0若精度等級(jí)為5.0級(jí)表示儀表滿度相對(duì)誤差不超過(guò)5%測(cè)量誤差按誤差出現(xiàn)的規(guī)律分類12系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差3粗大誤差誤差產(chǎn)生的因素測(cè)量誤差1、系統(tǒng)誤差測(cè)量誤差2、隨機(jī)誤差測(cè)量誤差3、粗大誤差測(cè)量誤差按誤差是否隨時(shí)間變化分類靜態(tài)誤差動(dòng)態(tài)誤差被測(cè)量不隨時(shí)間變化思考題一、這是三張射擊練習(xí)用的靶子，請(qǐng)大家分析一下，每張圖都分別屬于哪種誤差？設(shè)計(jì)意圖思考題1感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第二章

溫度傳感器溫標(biāo)熱電阻熱電偶熱敏電阻集成式溫度傳感器熱膨脹式溫度傳感器應(yīng)用電路分析溫標(biāo)什么是溫標(biāo)一、什么是溫標(biāo)溫標(biāo)為了保證溫度量值的統(tǒng)一，人們建立一個(gè)衡量溫度高低的標(biāo)準(zhǔn)尺度稱為溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度讀數(shù)的起點(diǎn)（零點(diǎn)）以及溫度的單位。常用的溫標(biāo)有三個(gè)：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。

溫標(biāo)3種溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)靈活運(yùn)用攝氏溫標(biāo)是把在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)定位零攝氏度，把水的沸點(diǎn)定位100攝氏度，在這兩個(gè)溫度點(diǎn)間劃分100等份，每一等份為1攝氏度。符號(hào)為t，單位為℃華氏溫標(biāo)是人們規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)定位32華氏度，把水的沸點(diǎn)定位212華氏度，在這兩個(gè)溫度點(diǎn)間劃分180等份，每一等份為1華氏度。符號(hào)為θ，單位為℉。國(guó)際單位制中，以熱力學(xué)溫標(biāo)作為基本溫標(biāo)。它做定義的溫度稱為熱力學(xué)溫度，符號(hào)為T，單位為開爾文（K）。開氏溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)的換算：T/K=t/℃+273.15二、溫標(biāo)的種類思考題觀察下圖所示三種溫度計(jì)，試找出36.6℃所對(duì)應(yīng)的華氏溫度及熱力學(xué)溫度值。思考題第1章熱電阻熱電阻鉑熱電阻銅熱電阻熱電阻一、鉑熱電阻用鉑制作的測(cè)溫電阻叫做鉑熱電阻。鉑電阻具有穩(wěn)定性好、抗氧化能力強(qiáng)、測(cè)溫精度高等特點(diǎn)，所以在溫度傳感器中得到了廣泛應(yīng)用。鉑電阻的應(yīng)用范圍為（-200-850）℃。在-200～0℃范圍內(nèi)，鉑電阻的電阻—溫度特性方程是在0～850℃范圍內(nèi)，鉑電阻的電阻—溫度特性方程是熱電阻我國(guó)規(guī)定工業(yè)用鉑電阻有R0=10Ω和R0=100Ω兩種，它們的分度號(hào)分別為Pt10和Pt100，其中R0=10Ω的鉑電阻的感溫原件是用較粗的鉑絲繞制而成，耐溫性能明顯優(yōu)于R0=100Ω的鉑電阻，主要用于650℃以上的測(cè)溫區(qū)，而R0=100Ω的鉑電阻主要用于650℃以下的測(cè)溫區(qū)，相對(duì)來(lái)說(shuō)Pt100為常用。一、鉑熱電阻熱電阻二、銅熱電阻用銅制作的測(cè)溫電阻叫做銅熱電阻（銅電阻）。相對(duì)于鉑來(lái)說(shuō)銅價(jià)格低廉，因此在精度要求不高的場(chǎng)合和測(cè)溫范圍較小時(shí)，普遍使用銅電阻。銅電阻的應(yīng)用范圍為-50～150℃。銅電阻的電阻—溫度特性是近似的線性關(guān)系由于α2、α3比α1小得多，所以可以簡(jiǎn)化為熱電阻銅電阻的R0分度號(hào)為Cu50表示R0=50Ω，Cu100表示R0=100Ω。由于銅的電阻率比鉑小，而且在空氣中容易被氧化，故不適宜在高溫和腐蝕性介質(zhì)下工作。二、銅熱電阻熱敏電阻熱敏電阻3種NTC(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻)PTC(正溫度系數(shù)熱敏電阻)CTR(臨界溫度系數(shù)熱敏電阻)通常所說(shuō)的熱敏電阻器指的就是這種負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻器。其特性是，溫度越高，其阻值越小；溫度越低，其阻值越高，呈現(xiàn)負(fù)溫度系數(shù)的特性。正溫度系數(shù)熱敏電阻通常是在鈦酸鋇陶瓷中加入施主雜質(zhì)燒結(jié)而成的。其特性是，溫度越高，其阻值越大；溫度越低，其阻值越小，呈現(xiàn)正溫度系數(shù)的特性。正突變：溫度上升時(shí)，電阻緩慢變化，當(dāng)溫度升高到某一溫度時(shí)，電阻突然增大，相當(dāng)于開關(guān)的“開”狀態(tài)。負(fù)突變：溫度上升時(shí)，電阻緩慢變化，當(dāng)溫度升高到某一溫度時(shí)，電阻突然減小，相當(dāng)于開關(guān)的“關(guān)”狀態(tài)。一、熱敏電阻種類熱敏電阻一、熱敏電阻種類熱敏電阻二、熱敏電阻的應(yīng)用溫度補(bǔ)償溫度控制溫度測(cè)量熱敏電阻一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格較低廉。密封的熱敏電阻不怕濕氣的侵蝕，可以應(yīng)用在較惡劣的環(huán)境下。熱敏電阻可以在長(zhǎng)達(dá)幾千米的遠(yuǎn)距離測(cè)溫中應(yīng)用，測(cè)量電路多采用電橋電路。熱敏電阻可在一定范圍內(nèi)對(duì)某些元件進(jìn)行溫度補(bǔ)償。例如，動(dòng)圈式表頭中動(dòng)圈由鋼線繞制而成。溫度升高，電阻增大，引起測(cè)量誤差?？稍趧?dòng)圈回路中串入由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻組成的電阻網(wǎng)絡(luò)，從而抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差。將CTR熱敏電阻埋設(shè)在被測(cè)物中，并與繼電器串聯(lián)，給電路加上恒定電壓。當(dāng)周圍介質(zhì)溫度升到某一數(shù)值時(shí)，電路中的電流可由十分之幾毫安變?yōu)閹资涟?，因此繼電器動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)溫度控制或過(guò)熱保護(hù)。熱電偶熱電偶一、工作原理工作原理是基于熱電效應(yīng)。兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成一個(gè)閉合電路，如果它們兩個(gè)接點(diǎn)的溫度不同，則在回路中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，并有電流通過(guò)，這種把熱能轉(zhuǎn)換成電能的現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)，A、B兩導(dǎo)體稱為熱電極，T端稱為測(cè)量端或工作端或熱端，T0端稱為參考端或參比考端或冷端，溫差越大，產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)也越大。熱電偶二、基本定律（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律由一種導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成的閉合回路，不論其截面、長(zhǎng)度如何以及各處的溫度如何分布，都不會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。（2）中間導(dǎo)體定律（第三導(dǎo)體定律）在熱電偶回路中，接入中間導(dǎo)體（第三導(dǎo)體），只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，則熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)保持不變。中間導(dǎo)體定律，是熱電偶實(shí)際測(cè)溫應(yīng)用中，采用熱端焊接，冷端經(jīng)連接導(dǎo)線與顯示儀表連接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)的依據(jù)。（3）中間溫度定律熱電偶回路中，兩接點(diǎn)溫度為T和T0的熱電動(dòng)勢(shì)，等于熱電偶在溫度為T、Tn時(shí)的熱電勢(shì)與在溫度為Tn、T0時(shí)的熱電勢(shì)的代數(shù)和。熱電偶三、常用熱電偶熱電偶三、常用熱電偶熱電偶3種結(jié)構(gòu)裝配式熱電偶這種熱電偶由熱電極1、絕緣套管2、保護(hù)套管3、接線盒4及接線盒蓋5組成。絕緣體一般使用陶瓷套管，其保護(hù)套有金屬和陶瓷兩種。裝配式熱電偶主要用于測(cè)量液體和氣體的溫度。四、熱電偶的結(jié)構(gòu)1—熱電極2—絕緣套管3—保護(hù)套管4—接線盒5—接線盒蓋熱電偶3種結(jié)構(gòu)鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶是由熱電偶絲、絕緣材料，金屬套管三者拉細(xì)組合而成一體，又由于它的熱端形狀不同，可分為四種形式。它的突出優(yōu)點(diǎn)是小型化(直徑從1mm到0.25mm)、壽命長(zhǎng)、熱慣性小，使用方便，主要用于測(cè)量狹縫的場(chǎng)合。四、熱電偶的結(jié)構(gòu)(a)碰底型(b)露頭型(c)帽型1—金屬套管2—絕緣材料3—熱電極熱電偶3種結(jié)構(gòu)薄膜熱電偶薄膜型熱電偶是用真空蒸鍍等方法使兩種熱電極材料蒸鍍到絕緣板上而形成薄膜狀熱電偶，其熱接點(diǎn)極?。?.01-0.1μm），因此特別適用于對(duì)壁面溫度的快速測(cè)量，安裝時(shí)，用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測(cè)物體壁面上。四、熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極2—電接點(diǎn)3—絕緣基板4—引出線熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償1.補(bǔ)償導(dǎo)線（1）使用補(bǔ)償導(dǎo)線的目的工業(yè)中一般是采用補(bǔ)償導(dǎo)線來(lái)延長(zhǎng)熱電偶的冷端，使之遠(yuǎn)離高溫區(qū)。1—測(cè)量端；2—熱電極；3—接線盒1（中間溫度）；4—補(bǔ)償導(dǎo)線；5—接線盒2（新的冷端）；6—銅引線（中間導(dǎo)線）；7—毫伏表熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償1.補(bǔ)償導(dǎo)線（2）在使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意以下問(wèn)題①補(bǔ)償導(dǎo)線只能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)（一般為0～100℃）與熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)相等或相近。②不同型號(hào)的熱電偶有不同的補(bǔ)償導(dǎo)線。③熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線的兩個(gè)接點(diǎn)處要保持同溫度。④補(bǔ)償導(dǎo)線有正、負(fù)極，需分別與熱電偶的正、負(fù)極相連。⑤補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只有延伸熱電偶的自由端，當(dāng)自由端T0≠0時(shí)，還需進(jìn)行其他補(bǔ)償與修正。熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償2.計(jì)算法若溫度顯示儀表分度時(shí)規(guī)定熱電偶冷端溫度為零攝氏度,而在使用中冷端溫度不為零攝氏度時(shí),根據(jù)熱電偶的中間溫度定律就可以求得。修正時(shí)，先測(cè)出冷端溫度T0，然后從該熱電偶分度表中查出EAB(T，0℃)(此值相當(dāng)于損失掉的熱動(dòng)勢(shì))，并把它加到所測(cè)得的EAB(T，T0)上，根據(jù)熱電偶的中間溫度定律求出EAB(T，0℃),此值是已得到補(bǔ)償?shù)臒犭妱?shì)，根據(jù)此值再在分度表中查出相應(yīng)的溫度值。計(jì)算修正法共需要查分度表兩次，如果冷端溫度低于0℃，仍可用上式計(jì)算修正，但查出的EAB(T，0℃)為負(fù)值。熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償3.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法當(dāng)熱電偶與動(dòng)圈式儀表配套使用時(shí)，若熱電偶的自由端溫度T0基本恒定，對(duì)測(cè)量精度要求又不高時(shí)，可將儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)至熱電偶自由端溫度T0。的位置上，這相當(dāng)于在輸入熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)EAB（T，T0）前先給儀表輸入一個(gè)熱電動(dòng)勢(shì)EAB（T0，0℃）。這樣，儀表在使用時(shí)所指示的值即為EAB（T，T0）+EAB（T0，O℃）。進(jìn)行儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整時(shí)，首先應(yīng)將儀表的電源和輸人信號(hào)切斷，然后用螺絲刀調(diào)節(jié)儀表面板上的螺絲使指針指向T0的刻度上。此法雖有一些誤差，但非常簡(jiǎn)便，在工業(yè)上經(jīng)常采用。熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償4.冷端恒溫法（冰浴法）將熱電偶的冷端置于裝有冰水混合物的恒溫容器中，使冷端的溫度保持在0℃不變。此方法也稱為冰浴法，它消除了t0不等于0℃而引入的誤差，由于冰融化較快，所以一般只適用于實(shí)驗(yàn)室中。1—被測(cè)液體管道2—熱電偶3—接線盒4—補(bǔ)償導(dǎo)線5—銅制質(zhì)導(dǎo)線6—毫伏表7—冰瓶8—冰水混合物9—試管10一新的冷端熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償5.電橋補(bǔ)償法電橋補(bǔ)償法是最常用的自由端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒?。它是利用直流電橋的不平衡電壓?lái)補(bǔ)償熱電偶因自由端溫度變化而引起的熱電動(dòng)勢(shì)變化值。RCu用銅絲統(tǒng)制，R1、R2、R3用錳銅絲繞制。當(dāng)自由端溫度增大時(shí)，由于RCu增加，使電橋輸出的不平衡電壓增加，以補(bǔ)償熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)的減小。熱電偶五、熱電偶的冷端處理及溫度補(bǔ)償6.軟件補(bǔ)償法在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，有專門設(shè)計(jì)的熱電偶信號(hào)采集卡或采集器，通常有單路、8路、或16路信號(hào)通道，帶有隔離、放大、濾波等處理電路，在每一塊卡上都在接線端子附近安有熱敏電阻或半導(dǎo)體溫度傳感器，在采集卡驅(qū)動(dòng)程序的支持下，計(jì)算機(jī)每次都采集各路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)和冷端溫度信號(hào)，按計(jì)算修正法計(jì)算出每一路的熱電動(dòng)勢(shì)值，就可以得到準(zhǔn)確的被測(cè)值。

熱電偶熱電偶按照其連接方式可分為以下2種：六、熱電偶的連接方式串聯(lián)熱電偶并聯(lián)熱電偶熱膨脹式溫度傳感器熱膨脹式溫度傳感器一、固體熱膨脹式雙金屬片式典型的固體熱膨脹式溫度傳感器。通常用來(lái)作開關(guān)使用的，常稱為溫控開關(guān)。該傳感器的構(gòu)成，主要是將兩種不同的金屬片熔接在一起。由于金屬的熱膨脹系數(shù)不同，所以溫度的變化就會(huì)引起雙金屬片向不同的方向彎曲。若溫度升高，雙金屬片就會(huì)向熱膨脹系數(shù)小的方向彎曲；若溫度降低，雙金屬片就會(huì)向熱膨脹系數(shù)大的方向彎曲，從而形成開關(guān)的“開”與“關(guān)”的狀態(tài)。熱膨脹式溫度傳感器一、固體熱膨脹式家用電熨斗

電熨斗的結(jié)構(gòu)圖熱膨脹式溫度傳感器二、氣體熱膨脹式氣體熱膨脹式溫度傳感器是利用封閉容器中的氣體壓力隨溫度升高而升高的原理來(lái)測(cè)溫的一種溫度傳感器，該溫度計(jì)又稱為壓力式溫度計(jì)。如圖所示為氣體膨脹式溫度計(jì)，當(dāng)溫包受熱后，其內(nèi)部的工作介質(zhì)溫度升高體積膨脹壓力增大，此壓力經(jīng)毛細(xì)管傳到彈簧管內(nèi)，使彈簧管產(chǎn)生變形，并由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，指示相應(yīng)的溫度值。熱膨脹式溫度傳感器三、液體熱膨脹式玻璃液體溫度計(jì)：將酒精、水銀、煤油等液體充入到透明有刻度的玻璃吸管中，兩端封閉就制成了玻璃液體溫度計(jì)，它是利用玻璃感溫泡內(nèi)的液體受熱體積膨脹與玻璃體膨脹之差來(lái)測(cè)量溫度的。集成式溫度傳感器集成式溫度傳感器一、集成式溫度傳感器集成溫度傳感器是半導(dǎo)體技術(shù)的產(chǎn)物。從20世紀(jì)80年代進(jìn)入市場(chǎng)后，由于它的線性度好，精度適中，靈敏度高，故其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。集成溫度傳感器是將溫敏晶體管、放大電路、溫度補(bǔ)償電路等輔助電路集成在同一個(gè)芯片上的溫度傳感器。它的最大優(yōu)點(diǎn)是線性度好，而且體積小、成本低、使用方便。集成式溫度傳感器一、集成式溫度傳感器LM35DS18B20AD590電流輸出，1uA/K，-55～150，4～30V電壓輸出，10mV/℃，-50～150，4～30V數(shù)字輸出，-55～＋125℃，通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)讀出溫度值。集成式溫度傳感器一、集成式溫度傳感器DS18B20應(yīng)用電路分析應(yīng)用電路分析一、溫度報(bào)警電路應(yīng)用電路分析二、火災(zāi)報(bào)警電路應(yīng)用電路分析三、多點(diǎn)溫度報(bào)警電路思考題觀察下圖，分析這兩種溫度計(jì)工作原理有何區(qū)別，分別應(yīng)用了那種類型的溫度傳感器？思考題第1章感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第三章光電傳感器光輻射基礎(chǔ)光電效應(yīng)光敏電阻、光敏晶體管光電管和光電倍增管光電池紅外傳感器光輻射基礎(chǔ)一、光輻射基礎(chǔ)1.光和光譜一、光輻射基礎(chǔ)2.光的度量（1）光通量

光通量是指人眼所能感覺(jué)到的輻射功率，它等于單位時(shí)間內(nèi)某一波段的輻射能量和該波段的相對(duì)視見(jiàn)率的乘積。用符號(hào)來(lái)表示，單位為流明，用符號(hào)（lm）來(lái)表示。（2）發(fā)光強(qiáng)度

光源在空間某一特定方向上的單位立體角內(nèi)輻射的光通量（光通量的密度），稱為光源在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱光強(qiáng)），用符號(hào)I來(lái)表示，單位為坎德拉（cd）。一、光輻射基礎(chǔ)2.光的度量（3）照度

照度是用來(lái)表示被照面（點(diǎn)）上光的強(qiáng)弱。受照物體表面每單位面積上接收到的光通量稱為照度，符號(hào)位E，單位為勒克斯（lx）。（4）亮度

亮度是指發(fā)光體（反光體）表面發(fā)光（反光）強(qiáng)弱的物理量。人眼從一個(gè)方向觀察光源，在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所“見(jiàn)到”的光源面積之比，定義為該光源單位的亮度，即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度用符號(hào)L表示，亮度的單位是坎德拉/平方米（cd/m2）。光電效應(yīng)什么是光電效應(yīng)？二、光電效應(yīng)

光電效應(yīng)是指當(dāng)光照射到物體時(shí)，物體受到具有能量的光子轟擊，使物體材料中的電子吸收光子的能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)，如電導(dǎo)率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。二、光電效應(yīng)光電效應(yīng)外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)光生伏特效應(yīng)二、光電效應(yīng)1.外光電效應(yīng)

外光電效應(yīng)：在光線的作用下，能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)。二、光電效應(yīng)1.外光電效應(yīng)公式中：m

為電子質(zhì)量；v

是電子逸出物體表面時(shí)的初速度；h

是普朗克常數(shù)，h=6.626×10-34J·S；F

為入射光頻率；A

是物體逸出功。用愛(ài)因斯坦光電方程描述：2.內(nèi)光電效應(yīng)

由于光量子作用，引發(fā)物質(zhì)電化學(xué)性質(zhì)變化的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。

（1）光電導(dǎo)效應(yīng)：在光線作用下，使物體的電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。

（2）光生伏特效應(yīng)：在光線作用下，使物體產(chǎn)生一定方向電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。二、光電效應(yīng)思考題一、可見(jiàn)光中，哪種顏色的光更容易使電子逸出？設(shè)計(jì)意圖思考題1光電管和光電倍增管三、光電管和光電倍增管

光電管：通常把檢測(cè)裝置中發(fā)射電子的極板稱為陰極，吸收電子的極板稱為陽(yáng)極，將兩者封于同一殼內(nèi)，連上電極，就稱為光電二極管（簡(jiǎn)稱光電管）。三、光電管和光電倍增管三、光電管和光電倍增管

光電倍增管：在普通光電管陰、陽(yáng)極的基礎(chǔ)上，又加入了光電二次發(fā)射的倍增極。這些光電倍增極上面有Sb-Cs或Ag-Mg等光敏材料。在工作時(shí)，這些電極的電位逐級(jí)提高。光敏電阻光敏晶體管四、光敏電阻、光敏晶體管1.光敏電阻：又稱光導(dǎo)管，它是利用多晶半導(dǎo)體的光導(dǎo)電特性而制成的，是屬于一種無(wú)結(jié)的半導(dǎo)體器件。

當(dāng)光導(dǎo)體受到光照時(shí)，其表面層就會(huì)產(chǎn)生空穴和電子，并有效地參與導(dǎo)電，從而使光導(dǎo)體的電阻率下降。光照越強(qiáng)，電阻越小。光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。四、光敏電阻、光敏晶體管四、光敏電阻、光敏晶體管2.光敏晶體管：光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等統(tǒng)稱為光敏晶體管，它們的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。

光敏二極管

光敏三極管

光敏晶閘管四、光敏電阻、光敏晶體管將發(fā)光器件與光敏元件集成在一起，便可構(gòu)成光耦合器。光耦合器的典型結(jié)構(gòu)光電池五、光電池五、光電池

光電池也稱為太陽(yáng)能電池，它的工作原理是基于光生伏特效應(yīng)，即光照射在光電池上時(shí)，可以直接輸出電動(dòng)勢(shì)及光電流。五、光電池

硅光電池實(shí)質(zhì)上是一個(gè)大面積的硅半導(dǎo)體PN結(jié)，其基本材料為薄片P型單晶硅。在N型受光層上制作柵狀負(fù)電極，并在受光面上均勻覆蓋很薄的天藍(lán)色一氧化硅膜（抗反射膜），提高對(duì)入射光的吸收能力。

這種單晶硅光電池是目前應(yīng)用最廣泛的光電池。硅光電池的結(jié)構(gòu)五、光電池按光電池主要的應(yīng)用用作光伏器件使用用作光電轉(zhuǎn)換器件使用思考題一、圖中有兒童戴的風(fēng)扇帽、賽車、滑翔器、路燈、衛(wèi)生間的烘手器，分析它們中哪個(gè)是利用光電池進(jìn)行工作的？思考題1紅外傳感器六、紅外傳感器

紅外線傳感器是一種能夠感應(yīng)目標(biāo)輻射紅外線，利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱紅外光，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。熱釋電紅外傳感器

紅外攝影機(jī)六、紅外傳感器紅外線傳感器主要應(yīng)用：紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，不存在摩擦，具有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代科技、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)和生活等領(lǐng)域。紅外輻射計(jì)，用于輻射和光譜測(cè)量；應(yīng)用一熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖象；應(yīng)用二紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)；應(yīng)用三搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤；應(yīng)用四混合系統(tǒng)，是指以各類系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。應(yīng)用五12345

利用紅外輻射的熱效應(yīng)，探測(cè)器的敏感元件吸收輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使某些有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量物理參數(shù)的變化來(lái)確定探測(cè)器所吸收的紅外輻射。主要有熱釋電、熱敏電阻、熱電偶等。熱探測(cè)器（熱電型）光子探測(cè)器（量子型）

利用入射光輻射的光子流與探測(cè)器材料中的電子互相作用，從而改變電子的能量狀態(tài)，引起各種電學(xué)現(xiàn)象。主要有光敏電阻、光電管、光電池等。量子型光子探測(cè)器與光電傳感器原理相同。

紅外傳感器一般由光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理電路及顯示單元等組成。

紅外探測(cè)器是紅外傳感器的核心，是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用呈現(xiàn)的物理效應(yīng)來(lái)探測(cè)紅外輻射的，按探測(cè)機(jī)理不同，分為熱探測(cè)器和光子探測(cè)器。六、紅外傳感器六、紅外傳感器

PM2.5傳感器也稱為粉塵傳感器或灰塵傳感器，可以用來(lái)檢測(cè)我們周圍空氣中的粉塵濃度PM2.5顆粒的大小。

其內(nèi)部對(duì)角安放著紅外線發(fā)光二極管和光電晶體管，他們的光軸相交，當(dāng)帶灰塵的氣流通過(guò)光軸相交的交叉區(qū)域，粉塵對(duì)紅外光反射，反射的光強(qiáng)與灰塵濃度成正比。光電晶體管使得其能夠探測(cè)到空氣中塵埃反射光，紅外發(fā)光二極管發(fā)射出光線遇到粉塵產(chǎn)生反射光，接收傳感器檢測(cè)到反射光的光強(qiáng)，輸出信號(hào)，根據(jù)輸出信號(hào)光強(qiáng)的大小判斷粉塵的濃度，通過(guò)輸出兩個(gè)不同的脈寬調(diào)制信號(hào)（PWM）區(qū)分不同灰塵顆粒物的濃度。感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第四章

氣體傳感器接觸燃燒式熱傳導(dǎo)式半導(dǎo)體式電化學(xué)式通用型應(yīng)用電路分析

什么是氣體傳感器氣體傳感器：是一種將檢測(cè)到的氣體成分與濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。接觸燃燒式接觸燃燒式接觸燃燒型氣體傳感器是利用與被測(cè)氣體（可燃性氣體）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的熱量與氣體濃度的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)的傳感器。這種傳感器一般應(yīng)用于石油化工、造船廠、礦山及隧道等場(chǎng)所，用來(lái)檢測(cè)可燃性氣體的濃度及防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生。接觸燃燒型氣體傳感器的敏感元件是用高純度的鉑絲繞制成的線圈?；驹斫佑|燃燒式傳感器工作時(shí)，鉑絲先起加熱作用，可燃性氣體一旦與預(yù)先加熱的傳感器表面相接觸，就會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象，這時(shí)傳感器的溫度上升，鉑絲線圈的電阻值增大?；驹斫佑|燃燒式工作電路一般接成電橋型。上圖中F1是檢測(cè)元件，F(xiàn)2是補(bǔ)償元件，其作用是補(bǔ)償可燃性氣體接觸燃燒以外的環(huán)境溫度、電源電壓變化等因素所引起的偏差。工作時(shí)，要求在F1和F2上保持100～200mA的電流通過(guò)，以供可燃性氣體在檢測(cè)元件F1上發(fā)生接觸燃燒所需要的熱量。當(dāng)檢測(cè)元件F1與可燃性氣體接觸時(shí)，由于劇烈的氧化作用（燃燒），釋放出熱量，使得檢測(cè)元件的溫度上升，電阻值相應(yīng)增大，橋式電路不再平衡，在A、B間產(chǎn)生電位差?；驹頍醾鲗?dǎo)式熱傳導(dǎo)式熱傳導(dǎo)式氣體傳感器主要用來(lái)檢測(cè)混合氣體中的氫氣、二氧化碳、二氧化硫等氣體的含量或上述氣體中雜質(zhì)的含量。在流動(dòng)的空氣中放入一些比氣體溫度高的物體，氣體會(huì)從物體中吸取熱量。氣體的熱傳導(dǎo)率（材料直接傳導(dǎo)熱量的能力稱為熱傳導(dǎo)率，或稱熱導(dǎo)率）越大，吸收的熱量也越多。熱傳導(dǎo)式氣體傳感器經(jīng)常被用來(lái)檢測(cè)海上運(yùn)輸石油的船只，以確保運(yùn)輸?shù)陌踩；驹頍醾鲗?dǎo)式假如導(dǎo)熱系數(shù)以空氣為基準(zhǔn)，則氫氣相對(duì)空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為7.15，氧氣為1.013，二氧化碳為0.605。由此可以看出氫氣是熱的良導(dǎo)體，而二氧化碳是熱的不良導(dǎo)體。右圖為兩種不同型號(hào)的熱傳導(dǎo)式二氧化碳傳感器?；驹鞰D-62NAK-21A電化學(xué)式電化學(xué)式電化學(xué)式氣體傳感器，主要利用兩個(gè)電極間的化學(xué)電位差，一個(gè)在氣體中測(cè)量氣體濃度，另一個(gè)是固定的參比電極。電化學(xué)式傳感器采用恒電位電解方式和伽伐尼電池方式工作。一、基本原理電化學(xué)式電化學(xué)傳感器有兩電極和三電極結(jié)構(gòu)，主要區(qū)別在于有無(wú)參比電極。兩電極CO傳感器沒(méi)有參比電極，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)和制造，成本較低適用于低濃度CO的檢測(cè)和報(bào)警；三電極CO傳感器引入?yún)⒈入姌O，使傳感器具有較大的量程和良好的精度，但參比電極的引入增加了制造工序和材料成本二、基本結(jié)構(gòu)電化學(xué)式三、種類及特點(diǎn)半導(dǎo)體式半導(dǎo)體式半導(dǎo)體氣體傳感器是利用由于氣體吸附而使半導(dǎo)體本身的電阻值發(fā)生變化這一特性制作的傳感器，常用的半導(dǎo)體有氧化錫、氧化鋅和氧化鐵。半導(dǎo)體氣體傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、工作壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，多用于氣體的粗略鑒別和定性分析。一、基本原理半導(dǎo)體式二、種類及特點(diǎn)通用型通用型通用型氣體傳感器的工作原理是：周圍的環(huán)境氣氛中如果存在還原性氣體成分，測(cè)氣探頭的電阻值就會(huì)下降，這樣就可以檢測(cè)出各種還原性氣體。典型的通用型氣體傳感器有MQ系列一、基本原理通用型二、典型電路通用型三、型號(hào)及特點(diǎn)應(yīng)用電路分析應(yīng)用電路分析一、酒精檢測(cè)儀電路應(yīng)用電路分析一、酒精檢測(cè)儀電路分析：電路中采用酒精氣體傳感器MQ-3作為敏感元件，若檢測(cè)到酒精氣味，則氣體傳感器MQ-3引腳A-B間電阻變小，電位器RP的滑動(dòng)端電位升高。通過(guò)集成驅(qū)動(dòng)器IC對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較放大，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示。氣體傳感器的輸出電壓信號(hào)送至集成驅(qū)動(dòng)器IC的輸入端5腳，通過(guò)比較放大，當(dāng)電壓信號(hào)的電位高于輸入端5腳的電位時(shí)，輸出高電平，對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光，指示當(dāng)前酒精的濃度級(jí)別。應(yīng)用電路分析二、瓦斯報(bào)警器電路應(yīng)用電路分析二、瓦斯報(bào)警器電路分析：電路中，由氣敏元件MQ-5和電位器RP組成氣體檢測(cè)電路，時(shí)基電路555和其外圍元件組成多諧振蕩器。當(dāng)無(wú)瓦斯氣體時(shí)，氣敏元件A、B間的電導(dǎo)率很小，電位器RP滑動(dòng)觸點(diǎn)的輸出電壓小于0.7V，555集成電路的4腳被強(qiáng)行復(fù)位，振蕩器處于不工作狀態(tài)，揚(yáng)聲器不發(fā)出響聲。當(dāng)周圍空氣中有瓦斯氣體時(shí)，A、B間的電導(dǎo)率迅速增加，555集成電路4腳變?yōu)楦唠娖?，振蕩器電路起振，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。思考題在電路中，電位器RP的作用是什么？如果換成小阻值的電位器對(duì)電路有什么影響？如果換成大阻值的對(duì)電路又有什么影響？思考題第4章感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第五章

濕度傳感器濕度基本概念絕對(duì)濕度傳感器結(jié)露傳感器

相對(duì)濕度傳感器應(yīng)用電路分析

什么是濕度，如何檢測(cè)濕度基本概念一、什么是濕度濕度基本概念濕度是表示空氣中水蒸氣多少的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕。常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、露點(diǎn)來(lái)表示；人體感覺(jué)舒適的濕度是：相對(duì)濕度低于70%。溫標(biāo)3種相對(duì)濕度絕對(duì)濕度露點(diǎn)是用空氣中的水蒸氣壓力P與相同空氣中、相同溫度下飽和水蒸氣的壓力PS之比來(lái)表示的，其關(guān)系式為H=P/PS，通常用百分比%RH表示表示的是單位體積中水蒸氣的質(zhì)量，單位為克每立方米（g/m3）是指大氣中原來(lái)所含有的未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣所必須降低的溫度值。二、濕度的表示方式濕度基本概念濕度傳感器是由濕敏元件和轉(zhuǎn)換電路等組成，將環(huán)境濕度變換為電信號(hào)的裝置。三、濕度傳感器四、濕度傳感器種類按傳感器的輸出信號(hào)又可分為電阻型、電容型、電抗型和頻率型等，其中電阻型最多。按濕敏元件工作機(jī)理來(lái)分，可分為水分子親和力型和非水分子親和力型兩大類，其中水分子親和力型應(yīng)用更為廣泛；按材料分，可分為陶瓷型、有機(jī)高分子型、半導(dǎo)體型和電解質(zhì)型等。絕對(duì)濕度傳感器一、基本原理濕度基本概念絕對(duì)溫度傳感器是使用微小的PSB熱敏電阻作為感應(yīng)元件的，因此具有高穩(wěn)定性，可用于工業(yè)產(chǎn)品和小家電產(chǎn)品的濕度探測(cè)和控制元件（圖5-1～圖5-4）。HS-5、HS-6、HS-7均為絕對(duì)濕度傳感器。HS-5型傳感器可用于200℃高溫及惡劣的條件下。HS-5由金屬網(wǎng)罩覆蓋，HS-6由聚乙烯多孔罩代替網(wǎng)罩，而HS-7由金屬網(wǎng)罩和多孔聚乙烯罩覆蓋。絕對(duì)濕度傳感器主要應(yīng)用在烘干機(jī)等產(chǎn)品中。二、常用型號(hào)濕度基本概念HS-5系列絕對(duì)濕度傳感器HS-6系列絕對(duì)濕度傳感器HS-7系列絕對(duì)濕度傳感器絕對(duì)濕度傳感器CHS-1相對(duì)濕度傳感器一、電阻型相對(duì)濕度傳感器相對(duì)濕度傳感器電阻型相對(duì)濕度傳感器是一種通用型相對(duì)濕度傳感器，通常情況下相對(duì)濕度傳感器可使用的濕度范圍都在20%～95%。高耐水性的相對(duì)濕度傳感器可以在20%～100%的相對(duì)濕度下使用，即使是在農(nóng)業(yè)塑料大棚和洗澡間的換風(fēng)扇之類有露水凝結(jié)的環(huán)境條件下也可以使用。右圖為電阻型相對(duì)濕度傳感器模塊AM1001二、電容型相對(duì)濕度傳感器相對(duì)濕度傳感器高分子電容型相對(duì)濕度傳感器是利用高分子材料（聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等）吸水后，其介電常數(shù)發(fā)生變化的特性進(jìn)行工作的。由于高分子薄膜上的電極是很薄的金屬微孔蒸發(fā)膜，水分子可以通過(guò)兩端的電極被水分子薄膜吸附或釋放，當(dāng)高分子薄膜吸附水分后，由于高分子介質(zhì)的介電常數(shù)（3～6）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的介電常數(shù)（81），所以介質(zhì)中水的成分對(duì)總介電常數(shù)的影響比較大，使元件總電容發(fā)生變化，因此只要檢測(cè)出電容即可測(cè)得相對(duì)濕度。二、電容型相對(duì)濕度傳感器相對(duì)濕度傳感器由于電容型相對(duì)濕度傳感器的濕度檢測(cè)范圍寬、線性好，因此很多濕度計(jì)都用它作為傳感器件。在農(nóng)業(yè)上，以前經(jīng)常手工判斷玉米含水量，現(xiàn)在可以應(yīng)用電容型相對(duì)濕度傳感器將大量玉米放入兩極板間，因?yàn)橛衩缀看螅愿淖兞私殡姵?shù)，于是引起電容值的變化。三、陶瓷型相對(duì)濕度傳感器相對(duì)濕度傳感器濕度傳感器長(zhǎng)時(shí)間處于高濕環(huán)境下，性能會(huì)劣化，為了能夠進(jìn)行可重復(fù)的、性能良好的相對(duì)濕度測(cè)量，必須定期進(jìn)行清潔處理。陶瓷型相對(duì)濕度傳感器的感濕材料通常采用由兩種以上金屬氧化物半導(dǎo)體材料（如ZnO-LiO2-V2O5等）混合燒結(jié)而成的多孔陶瓷。陶瓷型相對(duì)濕度傳感器的感濕部位即使被污染，只要加熱到幾百攝氏度就可以達(dá)到清潔的目的，感濕部位就可以復(fù)原。四、氧化鋁型相對(duì)濕度傳感器相對(duì)濕度傳感器氧化鋁傳感器的突出優(yōu)點(diǎn)是，體積可以非常?。ɡ缬糜谔娇諆x的濕敏元件僅90μm厚、12mg重），靈敏度高（測(cè)量下限達(dá)-110℃露點(diǎn)），響應(yīng)速度快（一般在0.3s到3s之間），測(cè)量信號(hào)直接以電參量的形式輸出，大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)處理程序結(jié)露傳感器結(jié)露傳感器結(jié)露傳感器是一種特殊的濕度傳感器，它與一般的濕度傳感器的不同之處在于它對(duì)低濕不敏感，僅對(duì)高濕敏感，主要用來(lái)檢測(cè)物體表面是否附著由水蒸氣凝結(jié)成的水滴，所以，結(jié)露傳感器一般不用于測(cè)濕，而作為提供開關(guān)信號(hào)的結(jié)露信號(hào)器，用于自動(dòng)控制或報(bào)警，如檢測(cè)磁帶錄像機(jī)、照相機(jī)結(jié)露及汽車玻璃窗的除露等。結(jié)露傳感器結(jié)露傳感器結(jié)構(gòu)應(yīng)用電路分析應(yīng)用電路分析一、嬰兒尿濕報(bào)警電路分析：該電路主要由濕度傳感器和音樂(lè)報(bào)警電路組成。濕度傳感器兩端的電阻隨被測(cè)物品的濕度而變化，干燥時(shí)濕度傳感器兩端電阻非常大，處于絕緣狀態(tài)；當(dāng)被測(cè)物品含有水分時(shí)，濕度傳感器受水分子作用具有導(dǎo)電能力，對(duì)音樂(lè)片產(chǎn)生觸發(fā)電信號(hào)，音樂(lè)片放出音樂(lè)信號(hào)通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。應(yīng)用電路分析二、濕度測(cè)試儀電路分析：該電路主要由濕度傳感器和音樂(lè)報(bào)警電路組成。濕度傳感器兩端的電阻隨被測(cè)物品的濕度而變化，干燥時(shí)濕度傳感器兩端電阻非常大，處于絕緣狀態(tài)；當(dāng)被測(cè)物品含有水分時(shí)，濕度傳感器受水分子作用具有導(dǎo)電能力，對(duì)音樂(lè)片產(chǎn)生觸發(fā)電信號(hào)，音樂(lè)片放出音樂(lè)信號(hào)通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。思考題自行查閱資料，找出AM1001電阻型濕度傳感器濕度與輸出電壓的關(guān)系；選擇一種常用的電容型相對(duì)濕度傳感器并描述其特性。思考題第5章感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第六章磁敏傳感器霍爾傳感器霍爾集成傳感器磁簧開關(guān)磁敏電阻磁敏晶體管磁場(chǎng)傳感器磁敏傳感器的應(yīng)用磁敏傳感器磁敏傳感器是一種利用導(dǎo)體和半導(dǎo)體的磁電轉(zhuǎn)換原理，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁通量敏感把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信系的傳感器。司南指南魚指南針生活中我們遇到過(guò)哪些磁傳感器的應(yīng)用呢？日常生活中的刷卡消費(fèi)汽車行駛中遇到緊急情況下——汽車防抱死裝置量子弱磁共振分析儀霍爾傳感器一.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)（Halleffect），是指置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體或半導(dǎo)體內(nèi)通入電流，若電流與磁場(chǎng)方向垂直，則在磁場(chǎng)和電流都垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電勢(shì)差。一.霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的條件：外加電流外加磁場(chǎng)二.霍爾電動(dòng)勢(shì)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件霍爾電動(dòng)勢(shì)EH：

式中EH——霍爾電動(dòng)勢(shì)KH——霍爾元件的靈敏度EH=KHBI磁感應(yīng)強(qiáng)度B不垂直于霍爾元件，而是與其法線成某一角度θ時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)EH：

EH=KHBIcosθ三.特性參數(shù)霍爾元件特性參數(shù)（1）霍爾系數(shù)RH霍爾系數(shù)RH由半導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定，單位是m3/C。其大小可表示為：

——d為半導(dǎo)體材料的厚度，I為電流，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度。（2）乘積靈敏度KH:其單位為mV／（mA·T）。霍爾電壓與控制電流及磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積成正比，KH稱為乘積靈敏度，單位為mV／（mA·T）。EH=RHBI/d三.特性參數(shù)（3）最大激勵(lì)電流Im由于霍爾電動(dòng)勢(shì)隨激勵(lì)電流增大而增大，故在應(yīng)用中總希望選用較大的激勵(lì)電流。但激勵(lì)電流增大，霍爾元件的功耗增大，元件的溫度升高，從而引起霍爾電動(dòng)勢(shì)的溫漂增大，因此每種型號(hào)的元件均規(guī)定了相應(yīng)的最大激勵(lì)電流，它的數(shù)值從幾毫安至十幾毫安?；魻栐匦詤?shù)三.特性參數(shù)霍爾元件特性參數(shù)（4）最大磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm

磁感應(yīng)強(qiáng)度超過(guò)Bm時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)的非線性誤差將明顯增大，Bm的數(shù)值一般小于零點(diǎn)幾特斯拉。（5）輸入電阻Ri

霍爾元件兩激勵(lì)電流端的直流電阻稱為輸入電阻。它的數(shù)值從幾十歐到幾百歐，視不同型號(hào)的元件而定。三.特性參數(shù)霍爾元件特性參數(shù)（6）輸出電阻Rc兩個(gè)霍爾傳感器電勢(shì)輸出端之間的電阻稱為輸出電阻，它的數(shù)位與輸入電阻同一數(shù)量級(jí)。（7）不等位電動(dòng)勢(shì)在額定激勵(lì)電流下，當(dāng)外加磁場(chǎng)為零時(shí)，霍爾輸出端之間的開路電壓稱為不等位電動(dòng)勢(shì)。三.特性參數(shù)霍爾元件特性參數(shù)（8）霍爾電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度和激勵(lì)電流的作用下，溫度每變化l℃時(shí)霍爾電動(dòng)勢(shì)變化的百分?jǐn)?shù)稱為霍爾電動(dòng)勢(shì)溫度系數(shù)，它與霍爾元件的材料有關(guān)，一般約為0.1％左右。在要求較高的場(chǎng)合，應(yīng)選擇低溫漂的霍爾元件。四.元件類型霍爾元件傳感器按構(gòu)造分：有無(wú)鐵心型、鐵心型和測(cè)試用探針霍爾集成電路三類。按出線端子分：有三端子組件、四端子組件和五端子組件三種類型。霍爾集成傳感器一.

霍爾線性輸出型集成傳感器

1.組成：霍爾元件和恒流源、線形差動(dòng)放大器以及其他電路等制作在一塊芯片上。2.特點(diǎn)：輸出的是模擬量，測(cè)量精度高、線性度好，往往限于特殊場(chǎng)合應(yīng)用。二.

霍爾開關(guān)輸出型集成傳感器

1.組成：組成：霍爾元件和穩(wěn)壓電路、低耗放大器、施密特觸發(fā)器以及OC門等制作在一塊芯片上。2.工作過(guò)程：當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)規(guī)定工作點(diǎn)時(shí)，OC門由高阻狀態(tài)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)(即導(dǎo)通狀態(tài))，輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)由高至低；當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度低于釋放點(diǎn)時(shí)，OC門重新恢復(fù)成高阻狀態(tài)，輸出的霍爾電動(dòng)勢(shì)由低至高。二.

霍爾開關(guān)輸出型集成傳感器

3.特點(diǎn)：輸出的是數(shù)字量，通常與微型計(jì)算機(jī)等數(shù)字電路兼容，具有無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)磨損、輸出波形清晰、無(wú)抖動(dòng)、無(wú)回跳、位置重復(fù)精度高（可達(dá)μm級(jí)）。A1101EUA-T型單極性霍爾開關(guān)傳感器SS41F雙極性霍爾開關(guān)傳感器磁敏電阻磁敏晶體管一.磁敏電阻

磁敏電阻傳感器又稱磁控電阻傳感器，簡(jiǎn)稱磁敏電阻或磁控電阻，是一種對(duì)磁場(chǎng)敏感的半導(dǎo)體元件。磁阻效應(yīng)：某些金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨外加磁場(chǎng)變化而變化的現(xiàn)象。幾何磁阻效應(yīng)：與器件形狀、尺寸有關(guān)的磁阻效應(yīng)。一.磁敏電阻

磁敏電阻在自動(dòng)控制中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：1.作計(jì)量控制元件特點(diǎn)：阻值R隨垂直通過(guò)它的磁通密度的變化而變化一.磁敏電阻

磁敏電阻在自動(dòng)控制中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：2.作計(jì)量控制元件3.作為無(wú)觸點(diǎn)電位器一.磁敏電阻

磁敏電阻在自動(dòng)控制中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：4.作運(yùn)算器5.作開關(guān)電路二.磁敏二極管傳感器

1.特點(diǎn)：一種對(duì)磁場(chǎng)極為敏感的半導(dǎo)體器件。2.功能：探測(cè)較弱磁場(chǎng)。3.種類：硅磁敏二級(jí)管和鍺磁敏二級(jí)管兩種。二.磁敏二極管傳感器

4.結(jié)構(gòu)：其結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)如圖。其中i區(qū)為本征（不摻雜）的或接近本征的半導(dǎo)體，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，它比載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度大數(shù)倍，兩端分別為重?fù)诫s的P+、N+區(qū)，在i區(qū)的一個(gè)側(cè)面上，再做一個(gè)高復(fù)合區(qū)r，在r區(qū)域內(nèi)載流子的復(fù)合速率較大。磁敏二極管的結(jié)構(gòu)及電路符號(hào)二.磁敏二極管傳感器

(a)無(wú)磁場(chǎng)(b)加正向磁場(chǎng)(c)加反向磁場(chǎng)三.磁敏三極管傳感器

1.特點(diǎn)：在弱P型或弱N型本征半導(dǎo)體上用合金法或擴(kuò)散法形成發(fā)射極、基極和集電極。2.種類：NPN和PNP兩種三.磁敏三極管傳感器

3.結(jié)構(gòu)：基區(qū)較長(zhǎng)，基區(qū)結(jié)構(gòu)類似磁敏二極管，有高復(fù)合速率的r區(qū)和本征I區(qū)。長(zhǎng)基區(qū)分為運(yùn)輸基區(qū)和復(fù)合基區(qū)。NPN型磁敏三極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)三.磁敏三極管傳感器

（1）無(wú)磁場(chǎng)作用（2）外磁場(chǎng)作用（3）內(nèi)磁場(chǎng)作用三.磁敏三極管傳感器

4.磁敏二極管和磁敏三極管的比較（1）磁敏三極管的靈敏度比磁敏二極管高幾倍甚至十幾倍，并且具有功率輸出。（2）磁敏三極管比磁敏二極管功耗低。（3）磁敏三極管比磁敏二極管動(dòng)態(tài)范圍寬。（4）磁敏三極管比磁敏二極管噪聲小。（5）磁敏三極管特別適合用在低電壓范圍工作。磁簧開關(guān)一.磁簧開關(guān)的結(jié)構(gòu)

干簧管又稱干簧繼電器和磁簧開關(guān)，是一種機(jī)械式開關(guān)，在磁場(chǎng)作用下直接產(chǎn)生通與斷的動(dòng)作。一.磁簧開關(guān)的結(jié)構(gòu)

二.磁簧開關(guān)的工作原理

永久磁鐵或線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)施加于開關(guān)上時(shí)，使磁簧開關(guān)兩個(gè)舌簧磁化，一個(gè)舌簧在觸點(diǎn)位置上生成N極，另一個(gè)舌簧的觸點(diǎn)位置上生成S極。若生成的磁場(chǎng)吸引力克服了舌簧的彈性產(chǎn)生的阻力，異性磁極相互吸引，舌簧被吸引力作用接觸導(dǎo)通，即電路閉合。一旦磁場(chǎng)力消除，舌簧因彈力作用又重新分開，即電路斷開。三.磁簧開關(guān)的類型

干簧管的接點(diǎn)形式有兩種類型：1.常開型：平時(shí)簧片斷開，磁化時(shí)觸點(diǎn)閉合。2.轉(zhuǎn)換型：結(jié)構(gòu)上有三個(gè)簧片，簧片1由只導(dǎo)電不導(dǎo)磁的材料做成，簧片2、3由即導(dǎo)電又導(dǎo)磁的材料做成。四.磁簧開關(guān)使用時(shí)的注意事項(xiàng)

1.磁簧開關(guān)遇高溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致玻璃與金屬密封處裂開及泄露，因此必須采取快速及可靠的焊接技術(shù)。建議的焊接條件為：手焊：280-300℃；自動(dòng)焊接：250-300℃。2.磁簧開關(guān)焊接時(shí)，焊接的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)，能使磁控管開關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致觸點(diǎn)損壞，因此焊接時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。

四.磁簧開關(guān)使用時(shí)的注意事項(xiàng)

3.不得同時(shí)焊接磁簧開關(guān)兩端的引線腳。4.磁簧開關(guān)安裝及焊接到PCB板時(shí)需注意PCB板的變形及熱膨脹特性，其應(yīng)力亦可能會(huì)損傷磁控管的玻璃與金屬密封。

高壓干簧管繼電器低壓干簧管繼電器四.磁簧開關(guān)使用時(shí)的注意事項(xiàng)

5.當(dāng)PCB板上安裝磁簧開關(guān)時(shí)，建議PCB板與磁簧開關(guān)間需保持適當(dāng)?shù)拈g距，或?qū)⒋趴毓懿迦隤CB板的孔位中。6.當(dāng)磁簧開關(guān)由30cm以上高度跌落至地面時(shí)，其電氣特性包括啟動(dòng)及釋放值皆會(huì)改變。

500歐常開干簧繼電器磁場(chǎng)傳感器磁場(chǎng)傳感器

原理：利用磁滯回線B-H特性曲線為矩形的鐵芯制作成的磁通門磁敏傳感器。基本原理是基于磁芯材料的非線性磁化特性。其敏感元件是由高導(dǎo)磁系數(shù)、易飽和材料制成的磁芯，有兩個(gè)繞組圍繞該磁芯;一個(gè)是激勵(lì)線圈，另一個(gè)則是信號(hào)線圈。磁通量閘門型磁敏傳感器的名字很少見(jiàn)，但它具有很高的靈敏度，因此可以用于檢測(cè)地磁場(chǎng)等場(chǎng)合。磁場(chǎng)傳感器

霍尓探礦磁力儀水下手持質(zhì)子磁力儀航空IMPULSE磁力儀磁通門磁力儀原理：利用具有高導(dǎo)磁率的軟磁鐵芯在外磁場(chǎng)作用下的電磁感應(yīng)現(xiàn)象測(cè)定外磁場(chǎng)的儀器。磁敏傳感器的應(yīng)用高斯計(jì)

高斯計(jì)（現(xiàn)稱毫特斯拉計(jì)）是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的儀器。它由霍爾探頭和測(cè)量?jī)x表構(gòu)成?；魻柼筋^在磁場(chǎng)中因霍爾效應(yīng)而產(chǎn)生霍爾電壓，測(cè)出霍爾電壓后根據(jù)霍爾電壓公式和已知的霍爾系數(shù)可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。高斯計(jì)的讀數(shù)以高斯或千高斯為單位。高斯計(jì)是用于測(cè)量和顯示單位面積平均磁通密度或磁感應(yīng)強(qiáng)度的精密儀器。高斯計(jì)

量子弱磁共振分析儀

人體所發(fā)射的電磁波信號(hào)代表了人體的特定狀態(tài)，人體健康、亞健康、疾病等不同狀態(tài)下，所發(fā)射的電磁波信號(hào)也是不同的，如果能測(cè)定出這些特定的電磁波信號(hào)，就可以測(cè)定人體的生命狀態(tài)。量子弱磁共振分析儀就是解析這種現(xiàn)象的新型儀器。通過(guò)手握傳感器來(lái)收集人體微弱磁場(chǎng)的頻率和能量，經(jīng)儀器放大、計(jì)算機(jī)處理后與儀器內(nèi)部設(shè)置的疾病、營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)量子共振譜比較，用傅立葉分析法分析樣品的波形是否變得混亂。根據(jù)波形分析結(jié)果，對(duì)被測(cè)者的健康狀況和主要問(wèn)題做出分析判斷，并提出規(guī)范的防治建議。量子弱磁共振分析儀

汽車防抱死裝置

在汽車防抱死裝置中裝有帶有微型磁鐵的霍爾傳感器，若汽車在剎車時(shí)車輪被抱死，將產(chǎn)生危險(xiǎn)。用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)有助于控制剎車力的大小。入侵報(bào)警器

入侵報(bào)警系統(tǒng)intruderalarmsystem(IAS)利用傳感器技術(shù)和電子信息技術(shù)探測(cè)并指示非法進(jìn)入或試圖非法進(jìn)入設(shè)防區(qū)域（包括主觀判斷面臨被劫持或遭搶劫或其他危急情況時(shí)，故意觸發(fā)緊急報(bào)警裝置）的行為、處理報(bào)警信息、發(fā)出報(bào)警信息的電子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)。其中磁敏傳感器作為檢測(cè)傳感器在入侵報(bào)警系統(tǒng)中占有很大的作用。入侵報(bào)警器

感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第七章超聲波傳感器超聲波的原理超聲波傳感器的概念超聲波傳感器的制作超聲波傳感器的應(yīng)用本次課程的知識(shí)點(diǎn)：超聲波什么是聲波一、什么是聲波一、什么是聲波聲波是一種機(jī)械波，有不同的頻率：振動(dòng)頻率低于20Hz的聲波，稱為次聲波；振動(dòng)頻率在20Hz～20kHz的范圍內(nèi)時(shí)，稱為可聞聲波；振動(dòng)頻率高于20kHz的聲波，稱為超聲波；振動(dòng)頻率在300MHz～300GHz的聲波，稱為微波。1、超聲波的波型2、超聲波的聲速3、超聲波的反射和折射4、聲波在介質(zhì)中的衰減5、超聲波的波長(zhǎng)二、超聲波的概念二、超聲波的概念縱波：縱波是指質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波，它能在固體、液體和氣體介質(zhì)中傳播；橫波：橫波是指質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于傳播方向的波，它只能在固體介質(zhì)中傳播；表面波：表面波是指質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于縱波和橫波之間，沿著表面?zhèn)鞑ィ穹S深度增加而迅速衰減的波。人說(shuō)話的聲波是哪種波分析：超聲波的波型01二、超聲波的概念氣體：液體：固體：常溫15攝氏度時(shí)超聲波在空氣中的速度計(jì)算：超聲波的聲速公式02二、超聲波的概念入射波反射波折射波可以通過(guò)超聲波進(jìn)行水下測(cè)量嗎分析：超聲波的反射和折射03二、超聲波的概念由于多數(shù)介質(zhì)中都含有微小的結(jié)晶體或不規(guī)則的缺陷，超聲波在這樣的介質(zhì)中傳播時(shí)，在晶體表面或缺陷界面會(huì)引起散射，從而使沿入射方向傳播的超聲波的聲強(qiáng)下降。超聲波傳播距離是否大于可聞聲波分析：超聲波的衰減04二、超聲波的概念超聲波的波長(zhǎng)λ乘以頻率f等于聲速C：C=λf假設(shè)超聲波聲速為340米每秒，頻率為20Khz，計(jì)算一下超聲波波長(zhǎng)。計(jì)算：超聲波的波長(zhǎng)051.超聲波傳感器的概念：

超聲波傳感器就是利用超聲波作為信息傳遞媒介的傳感器，習(xí)慣上又稱為超聲波換能器或超聲波探頭。

三、超聲波傳感器三、超聲波傳感器動(dòng)圈式轉(zhuǎn)換器可變電容式轉(zhuǎn)換器磁滯伸縮器件壓電陶瓷振子式壓電陶瓷振子式利用了什么原理分析：超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)01三、超聲波傳感器超聲波傳感器結(jié)構(gòu)：

1、壓電晶體

2、柵孔

3、圓錐諧振器

4、外殼

5、引線端子壓電效應(yīng)：接收

逆壓電效應(yīng)：發(fā)射

三、超聲波傳感器三、超聲波傳感器通用型防水型高頻型什么情況下應(yīng)用哪種超聲波傳感器討論：超聲波傳感器的分類2三、超聲波傳感器超聲波探傷超聲波測(cè)量流量超聲波測(cè)量厚度超聲波測(cè)量物體位置空化作用

超聲波測(cè)量液體密度怎么設(shè)計(jì)并制作一個(gè)超聲波傳感器討論：超聲波傳感器的應(yīng)用3超聲波測(cè)距儀反相器74LS04RP電位器電阻電容1、超聲波發(fā)射電路2、超聲波接收電路

測(cè)距超聲波傳感器

HC-SR04思考題觀察下圖，分析用到了超聲波哪種功能設(shè)計(jì)意圖思考題第7章感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第八章力傳感器什么是力傳感器

力傳感器的用途極廣，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、礦業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防、航空、航天、交通運(yùn)輸?shù)仍S多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。力的測(cè)量需要通過(guò)力傳感器間接完成。

一、測(cè)力的傳感器一、傳感器的定義應(yīng)變片傳感器壓電傳感器電感傳感器電容傳感器應(yīng)變片傳感器超市稱重什么是應(yīng)變片二、應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變片傳感器：電阻應(yīng)變片傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)將機(jī)械形變轉(zhuǎn)換為電阻應(yīng)變的傳感器。導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力的作用下產(chǎn)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值亦將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片傳感器：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力的作用下，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變傳感器主要由電阻應(yīng)變片及測(cè)量轉(zhuǎn)換電路等組成。一、電阻應(yīng)變片傳感器二、應(yīng)變片工作原理

設(shè)有一長(zhǎng)度為、截面積為A、半徑為r、電阻率為的金屬單絲，它的電阻值R可表示為

當(dāng)沿金屬絲的長(zhǎng)度方向作用均勻拉力（或壓力）時(shí)，上式中、r、l都將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電阻值R發(fā)生變化。當(dāng)金屬絲受拉時(shí)，l將變長(zhǎng)、r變小，均導(dǎo)致R變大；某些半導(dǎo)體受拉時(shí)，將變大，導(dǎo)致R變大。電阻絲及應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量R

R與材料力學(xué)中的軸向應(yīng)變x的關(guān)系在很大范圍內(nèi)是線性的，即

K—電阻應(yīng)變片的靈敏度二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋不平衡電橋：金屬應(yīng)變片的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測(cè)量其電阻值的變化將十分困難，且誤差很大。為了更好的進(jìn)行測(cè)量，必須使用不平衡電橋來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。不平衡電橋就是把對(duì)某物理量的電阻敏感材料加工成傳感器，作為電橋中的某一臂電阻，或某幾個(gè)臂電阻，通過(guò)電橋的失衡程度（橋路電流或電壓）來(lái)判斷該物理量的大小。二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋不平衡電橋：

不平衡電橋由四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4組成一個(gè)四邊形的回路，每一邊稱作電橋的“橋臂”。有4個(gè)結(jié)點(diǎn)。在a、c結(jié)點(diǎn)之間接入電源Ui，而另一對(duì)結(jié)點(diǎn)(b、d)之間的電壓差作為輸出電壓端Uo

。b、d的對(duì)地電壓相等時(shí)稱作“電橋平衡”；反之，稱作“電橋不平衡”。

電橋平衡的條件是：上下橋臂的左右位置電阻比例相等。二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋電橋平衡的條件：

R1/R2=R4/R3二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路——不平衡電橋電橋的種類及特點(diǎn)：靈敏度最低輸出電壓Uo成倍地增大靈敏度最高應(yīng)變片三、應(yīng)變片的粘貼1.去污打磨去污、去銹酒精或丙酮擦拭三、應(yīng)變片的粘貼2.貼片三、應(yīng)變片的粘貼3.測(cè)量三、應(yīng)變片的粘貼4.焊接三、應(yīng)變片的粘貼5.固定四、電阻應(yīng)變片的應(yīng)用懸臂梁四、電阻應(yīng)變片的應(yīng)用四、電阻應(yīng)變片的應(yīng)用汽車衡感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組壓電傳感器滑沙發(fā)出嗡嗡聲F嗡嗡F++++------+++一、壓電效應(yīng)二、壓電元件1、晶體二、壓電元件2、壓電陶瓷二、壓電元件3、高分子壓電材料三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路++++----

+

-1、壓電傳感器的等效電路三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路A壓電片的面積

h壓電片的厚度相對(duì)介電常數(shù)真空介電常數(shù)壓電元件的內(nèi)部電容三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路CaUa=QCa電壓源CaQ電荷源1、壓電傳感器的等效電路三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路壓電傳感器2、壓電傳感器的測(cè)量電路輸出電量小測(cè)量電路輸入電阻大減小測(cè)量誤差壓電傳感器輸出端接入高輸入阻抗前置放大器前置放大器壓電傳感器輸出信號(hào)放大高輸出阻抗變?yōu)榈洼敵鲎杩棺饔眯问诫妷悍糯笃麟姾煞糯笃魅?、壓電傳感器基本?yīng)用電路2、壓電傳感器的測(cè)量電路電壓放大器RiCiCcRaUaCa-AR=Ra//RiC=CC+Ci

-ARUaCaC三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路QCa電荷放大器RaCcCiRiRfACfUoR=Ra//RiC=Ca+CC+Ci

三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路RfAQRCCfUoUi三、壓電傳感器基本應(yīng)用電路RfAQRCCfUoUiA電壓放大器電荷放大器-ARUaCaC四、壓電傳感器的應(yīng)用利用壓電陶瓷傳感器測(cè)量刀具切削力四、壓電傳感器的應(yīng)用壓電式玻璃震碎報(bào)警裝置四、壓電傳感器的應(yīng)用壓電式腳踏四、壓電傳感器的應(yīng)用高速公路中壓電傳感器的應(yīng)用地下線纜電容傳感器電容是怎么測(cè)力的？一、工作原理及結(jié)構(gòu)電容傳感器的基本公式為一、工作原理及結(jié)構(gòu)1.變面積式電容傳感器一、工作原理及結(jié)構(gòu)2.變極距式電容傳感器差動(dòng)式電容傳感器一、工作原理及結(jié)構(gòu)一、工作原理及結(jié)構(gòu)3.變介電常數(shù)式

3.變介電常數(shù)式

二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路1.調(diào)頻電路2.諧振電路3.運(yùn)算放大器式電路4.二極管雙T型交流電路5.脈沖寬度調(diào)制電路6.電橋測(cè)量電路二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路調(diào)頻電路

二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路

調(diào)頻電路將電容式傳感器作為L(zhǎng)C振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)電容傳感器工作時(shí)，電容Cx發(fā)生變化，就使振蕩器的頻率f

產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

三、電容傳感器的應(yīng)用

電容器的容量受三個(gè)因素影響，即：相對(duì)面積A、極距d和極間介電常數(shù)

。固定其中兩個(gè)變量，電容量C就是另一個(gè)變量的一元函數(shù)。只要想辦法將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成極距或者面積、介電常數(shù)的變化，就可以通過(guò)測(cè)量電容量這個(gè)電參數(shù)來(lái)達(dá)到非電量電測(cè)的目的。

三、電容傳感器的應(yīng)用加速度傳感器三、電容傳感器的應(yīng)用測(cè)量汽車加速度傳感器三、電容傳感器的應(yīng)用鉆地炸彈三、電容傳感器的應(yīng)用電感傳感器工業(yè)生產(chǎn)中的磁敏速度開關(guān)常用電感傳感器來(lái)制作紡織冶金國(guó)防、重工業(yè)中也有電感傳感器的身影重工業(yè)國(guó)防什么是電感式力敏傳感器？一、工作原理及結(jié)構(gòu)什么是電感式力敏傳感器？它有什么特點(diǎn)？

電感式力敏傳感器是利用線圈自感或互感的變化實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量的一種傳感器。電感式壓力傳感器的基本原理是電磁感應(yīng)原理，利用電磁感應(yīng)將被測(cè)非電量（力、壓力、位移等）轉(zhuǎn)換成電感量的輸出。電感式傳感器與其他傳感器相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，可以測(cè)量微小的被測(cè)量；2.分辨率高；3.零點(diǎn)漂移少；4.測(cè)量準(zhǔn)確度高、線性度好；5.輸出功率大。一、工作原理及結(jié)構(gòu)電感傳感器通過(guò)線圈自感或互感量系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)（如壓力、位移等），常用的有自感式和互感式兩類。1.自感式傳感器電感式傳感器通常是指自感式傳感器，它主要由鐵芯、銜鐵和繞組三部分組成。如圖所示。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當(dāng)把線圈接入測(cè)量電路并接通激勵(lì)電源時(shí)，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。

1—線圈2—鐵芯（定鐵芯）3—銜鐵（動(dòng)鐵芯）123一、工作原理及結(jié)構(gòu)1—線圈2—鐵芯（定鐵芯）3—銜鐵（動(dòng)鐵芯）123

N：線圈匝數(shù)Rm:磁路總磁阻Rm=Rm1+Rm0

導(dǎo)磁體磁阻氣隙磁阻

一、工作原理及結(jié)構(gòu)1.自感式傳感器（1）變間隙型電感傳感器（2）變面積型電感傳感器（3）螺線管型電感傳感器(a)變隙式(b)變面積型(c)螺線管型1—線圈2—鐵芯3—銜鐵4—測(cè)桿5—導(dǎo)軌6—工件7—轉(zhuǎn)軸一、工作原理及結(jié)構(gòu)2.互感式傳感器（差動(dòng)變壓器）一種廣泛用于電子技術(shù)和非電量檢測(cè)中的變壓裝置。用于測(cè)量位移、壓力、振動(dòng)等非電量參量。它既可用于靜態(tài)測(cè)量，也可用于動(dòng)態(tài)測(cè)量?；ジ惺絺鞲衅鞅旧砭褪且恢蛔儔浩?，利用了變壓器原理，有一次繞組和二次繞組，經(jīng)常做成差動(dòng)式，常稱為差動(dòng)變壓器式傳感器，在變隙式差動(dòng)電感傳感器中，當(dāng)銜鐵隨被測(cè)量移動(dòng)而偏離中間位置時(shí)，兩個(gè)線圈的電感量一個(gè)增加，一個(gè)減小，形成差動(dòng)形式，其結(jié)構(gòu)如圖所示。變隙式差動(dòng)傳感器螺線管式差動(dòng)傳感器二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路1.交流電橋式測(cè)量電路2.變壓器式交流電橋3.差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量電路二、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路螺線管式測(cè)位移當(dāng)被測(cè)壓力導(dǎo)入膜盒時(shí)，膜盒中心產(chǎn)生的位移作用在測(cè)桿上，并帶動(dòng)動(dòng)鐵心引起位移，使差動(dòng)變壓器產(chǎn)生輸出。三、電感傳感器的應(yīng)用三、電感傳感器的應(yīng)用三、電感傳感器的應(yīng)用電感式接近開關(guān)思考題以下哪些應(yīng)用屬于力傳感器？設(shè)計(jì)意圖思考題81.波紋膜盒2.位移檢測(cè)3.輕軌車門的防擠壓膠條4.汽車安全氣囊5.電子秤6.聽診器7.跳舞毯8.金屬加工切削測(cè)量9.壓力表10.懸臂梁感謝聆聽傳感器與自動(dòng)檢測(cè)課程組傳感器電路制作與調(diào)試項(xiàng)目教程第3版第九章電渦流傳感器電渦流的基礎(chǔ)知識(shí)電渦流傳感器的應(yīng)用電渦流傳感器生活中我們常見(jiàn)到用電磁爐加熱，這種方式即衛(wèi)生又省電，你知道它的原理是什么嗎？金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，金屬導(dǎo)體內(nèi)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流的流線在金屬導(dǎo)體內(nèi)自動(dòng)閉合，通常稱為電渦流。電渦流效應(yīng)一、電渦流的基礎(chǔ)知識(shí)電渦流線圈等效阻抗分析設(shè)電渦流線圈在高頻時(shí)的等效電阻為R1（大于直流電阻），電感為L(zhǎng)1。當(dāng)有被測(cè)導(dǎo)體靠近電渦流線圈時(shí)，則被測(cè)導(dǎo)體等效為一個(gè)短路環(huán)，電渦流線圈L1與導(dǎo)體之間存在一個(gè)互感M?；ジ须S線圈與導(dǎo)體之間距離的減小而增大。電渦流傳感器實(shí)質(zhì)是一個(gè)線圈-導(dǎo)體系統(tǒng)。系統(tǒng)中，線圈的阻抗是一個(gè)多元函數(shù)，若激勵(lì)線圈和金屬導(dǎo)體材料確定后，使得相應(yīng)參數(shù)不變，則此時(shí)線圈的阻抗與距離成函數(shù)關(guān)系。這也是用電渦流測(cè)位移的原理。一、電渦流的基礎(chǔ)知識(shí)什么是電渦流傳感器？1.電渦流傳感器結(jié)構(gòu)1-電渦流線圈2-探頭殼體3-殼體上的位置調(diào)節(jié)螺紋4—印制線路板5—夾持螺母6—電源指示7—閾值指示燈8—輸出屏蔽電纜線9—電纜插頭二、電渦流傳感器2.電渦流傳感器特性（1）電渦流的大小與金屬導(dǎo)體的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度以及線圈與金屬之間的距離、線圈的激磁電流角頻率有關(guān)。若保持其中若干參數(shù)恒定，就能按電渦流大小對(duì)線圈作用的差異來(lái)測(cè)量另外某一參數(shù)。（2）電渦流傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率響應(yīng)寬、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量線性范圍大，而且還具有非接觸測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。（3）電渦流傳感器可以測(cè)量位移、振動(dòng)、厚度、轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)并且可以用來(lái)無(wú)損探傷和制作接近開關(guān)。二、電渦流傳感器二、電渦流傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路電渦流傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路根據(jù)電渦流傳感器的工作原理，被測(cè)參量可以由傳感器轉(zhuǎn)換為傳感器線圈的阻抗Z，電感L和品質(zhì)因數(shù)Q等三個(gè)電參數(shù)。電渦流傳感器做測(cè)量的時(shí)候，為了提高靈敏度，用已知電容C與傳感器線圈并聯(lián)（一般在傳感器內(nèi)）組成LC并聯(lián)諧振回路。傳感器線圈等效電感的變化使并聯(lián)諧振回路的諧振頻率發(fā)生變化，將其被測(cè)量變換為電壓或電流信號(hào)輸出。并聯(lián)諧振回路的諧振頻率為：

二、電渦流傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路電渦流傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路一種為調(diào)幅（AM）式電路，