6.4传感器 课件 (1)30张PPT

课件30张PPT。传感器期末复习传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等 量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等 量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转
换 信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。
常见的传感器有： 、 、 、 、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。一、传感器定义二、常见传感器元件 1.光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把 。
这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。 2.金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而 ，用金属丝可以制作 传感器，称为 。它能用把 这个热学量转换为 这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而＿＿＿＿或＿＿＿＿。
与热敏电阻相比，金属热电阻的 好，测温范围 ，但 较差。 ３.电容式位移传感器能够把物体的 这个力学量转换为 这个电学量。
４.霍尔元件能够把 这个磁学量转换为电压这个电学量
例1、如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向 （填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向 （填“左”或“右”）移动。 例2、如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？（此题描述的是著名的霍尔效应现象）
?例3、传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件．如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是 （ ）
A．甲图中两极间的电量不变，若电压减少，可判断出h变小
B．乙图中两极间的电量不变，若电压增加，可判断出θ变大
C．丙图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变小
D．丁图中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 三、传感器的应用实例1.力传感器的应用——电子秤
（1）构造：电子秤由 和金属梁组成，应变片是一种敏感元件，现多用 材料制成。他能够把物体 这个力学量转换为 这个电学量。
（2）工作原理：如图所示,弹簧钢制成的梁形元件右端固定,在梁的上下表面各贴一个应变片,在梁的自由端施力F,则梁发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩, 上表面应变片的电阻 ,下表面应变片的电阻变小.F越大, 弯曲形变 , 应变片的阻值变化就越大.如果让应变片中 通过的电流保持恒定,那末上面应变片两端的电压变大, 下面应变片两端的电压变小. 传感器把这两个电压的差值输出.外力越大, 输出的电压差值也就 。 2．声传感器的应用——话筒
（1）话筒是一种常用的 传感器,其作用是把 信号转换成 信号. 话筒分为 , , 等几种。
（2）电容式话筒:原理:是绝缘支架,薄金属膜和固定电极形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流 ,于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压.
（3）驻极体话筒:它的特点是 , , , .其工作原理同电容式话筒,只是其内部感受声波的是 。 3．温度传感器的应——电熨斗
（1）在电熨斗中,装有双金属片温度传感器,其作用是 ,当温度发生变化时, 双金属片的 不同,从而能控制电路的通断
（2）电熨斗的自动控温原理:
常温下,上、下触点是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀 ,下部金属膨胀 ,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后, 双金属片恢复原状,重新接通电源,从而保持温度不变。（图书P63）例2、动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象,图甲所式是话筒原理,图乙所式是录音机的录音、放音原理图,由图可知:
① 话筒工作时录音磁铁不动,线圈振动而产生感应电流.
② 录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流
③ 录音机放音时线圈中变化了的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 甲
④ 录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
其中正确的是:
?

?
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A．②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ 4．温度传感器的应用——电饭锅
（1）电饭锅中的温度传感器主要元件是 ，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。
（2）感温铁氧体是用 、 和 混合烧制而成的。（书P65）例1．电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由 S2、、R1和黄灯组成，工作（加热）部分；有发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103℃）时，自动断开，且不能自动复位，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70℃—80℃时，自动断开，低于70℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过其电流必须较小，所以R1、、R2起 作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70℃，所以S2是 （填断开或闭合）。接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度达到70℃—80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开，，当温度降到70℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2 R3（填﹤或﹦或﹥），若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象。 5．温度传感器的应用——测温仪
（1）温度传感器可以把 转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来。
（2）测温仪中的测温元件可以是 、 、 等，还可以是 等。6．光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器
（1）机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有红外发射管和红外接受管，两个红外接受管就是两个 。
（2）有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的，其带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。 四、传感器应用实验
１.普通二极管和发光二极管
（１）二极管具有 导电性。
（２）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能 。普通的发光二极管是用磷化镓和磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能。该类发光二极管的正向导通电压大于1.8v. ２.晶体三极管
（１）晶体三极管能够把微弱的信号 。晶体三极管的三极分别为发射极e.基极b和集电极c.
（２）传感器输出的电流或电压很 ，用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对电极c的电流起了控制作用。３.逻辑电路
（１）对于与门电路，只要一个输入端输入为“ ”，则输出端一
定是“０”；反之，只有当所有输入都同时为“ ”，输出才是“１”。
（２）对于或门电路，只要有一个输入“ ”，则输出一定是“１”；反之，只有当所有输入都同时为“ ”时，输出才是“０”。
（３）非门电路中，当输入为“０”时，输出总是“ ”；当输入为“１”时，输出反而是“ ”。非门电路也称为反相器。 传感器应用 1、温度传感器的应用——冰箱温度控制器思考与讨论：
1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温后就自动停止工作？
2、凸轮为什么可以改变设定的温度？氯甲烷及它的蒸气电熨斗结构 如图所示为温度报警器的工作电路，试分析其工作原理 。 常温下，调整 R1的阻值使斯密特触发器的输入端 A 处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻 RT 阻值减小，斯密特触发器输入端 A 电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警温度不同。 如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理。 当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路． 原理分析练习题第 5 题练习题第 7 题 当膜片向右运动的过程中有( )
A.电容变大 B.电容变小
C.导线AB中有向左的电流
D.导线AB中有向右的电流练习题第 9 题练习题第 10 题练习题第 13 题练习题第 14 题