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第三章 第一节 认识传感器课件演示

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第三章传感器 第一节 认识传感器 第二节 传感器的应用 知识点 1 传感器 1.定义:传感器是指这样一类元件:它能够感受诸 如 力 、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它 们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,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. 2.组成:传感器由________、_______和______ 三 部分组成. 3.工作流程为: 敏感元件 转换元件转换电路 知识点 2 传感器的分类 1.按被测量分类:加速度传感器(即测量加速度的传 感器)、速度传感器﹑位移传感器﹑压力传感器﹑温度传 感器、负荷传感器、扭矩传感器等. 2.按工作原理分类:电阻应变式传感器(光敏电阻﹑ 热敏电阻)﹑压电式传感器﹑电容式传感器﹑涡流式传感 器﹑动圈式传感器﹑磁电式传感器﹑差动变压器式传感器 等. 3.按能量传递方式分类:有源传感器﹑无源传感器. 种类原理适用范围 温度传 感器 把温度的高低转变成电 信号 空调机、电冰箱、微波炉、消毒 碗柜等 光电传 感器 把光学量转化为电学量 自动冲水机、路灯的控制、鼠标 器、光电计数器、烟雾报警器等 生物传 感器 利用各种生物或生物物 质特性做成的,用以检 测 与识别生物体内化学成 分的传感器 医疗卫生行业,医院中各种进行 生化分析检验的仪器大多用到生 物传感器 红外线 传感器 接收携带着信息的红外 线,转换成电信号 航空摄影,卫星遥感遥测,生命 探测器,非接触式红外测温仪, 家电遥控器,防盗、防火报警器 等 知识点 3 常考的几种传感器 二、常用传感器元器件工作原理 1.光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无 光照时,导电性能差;随着光照的增强,导电 性变好. 光敏电阻能够把光照强弱这个 量转换为 这个电学量. 非电学电阻 (将温度高低转变成电信号) 温度升高电阻增大 2、热敏电阻(半导体材料) 一般随温度升高电阻减小 3、金属热电阻 1.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是 传感器把光信号转化为电信号的过程,下列属 于这类传感器的是( ) A.红外线警报器 B.走廊照明灯的声控开关 C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制加热和保温的温控器 答案:A V 2、下图是一个温度传感器的原理示意图,Rt是 一个热敏电阻器。试说明传感器是如何把温度 值转变为电信号的。 Rt R 温度升高或降低导致Rt阻值发生变化,使电路中 电流也发生变化,导致R上的电压也发生改变,因此 电压表读数将会发生变化,从而就将温度的化转变 为电信号。 3 如图 所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1 为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工 作原理是 A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压 B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 答案:BD 解析:有光照时,R1 的电阻较小,电路中的电流较大,内 电压与R2 两端的电压较大,R1 的电压较小;无光照时,R1 的电 阻较大,电路中的电流较小,内电压与R2 两端的电压较小,R1 的电压较大;物块运动挡住光时,要计数一次,所以信号处理 系统每获得一次高电压就计数一次. 答案:BD 4 如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的 热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度 的升高而减小的热敏电阻),L 为小灯泡,当温 度降低时 A.R1两端的电压增大 B.电流表的示数增大 C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱 答案:C 解析:R2 与灯L 并联后与R1 串联,与电源构成闭合电路, 当温度降低时,电阻R2 增大,外电路电阻增大,电流表读数减 小,灯 L 两端电压增大,灯泡亮度变强,R1 两端电压减小,故 C 正确. 答案:C 4.干簧管:普通干簧管有两个簧片,是用有弹性 的 材料制成的,它们密封在玻璃管中 ,成为一组常开型触点.管中充入惰性气体来防 止触点被氧化.当磁体靠近(按一定方位)干簧管 时,两个簧片被磁化而接通.干簧管将磁场的变 化转换成电路的 . 软磁性 通断 5.霍尔元件: 霍尔元件能够把 这个 量转 换为 这个电学量. 霍尔电压的表达式是: 磁感应强度磁学 电压 6.应变式力传感器:应变式力传感器是由金属梁 和应变片组成的.应变片是一种敏感元件.弹簧 钢制成的梁形元件一端固定,在梁的上下表面 各贴一个应变片,在梁的自由端施加向下的力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 ,下表面的电 阻 . 变大 变小 F越大,弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大 .如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么上 面应变片两端的电压 ,下面应 变 片 两 端 的电 压 .传感器把这两个电压的差 值输出.力F越大,输出的电压差值也就越 . 应变片能够把物体 这个力学量转换为电压 这个电学量. 变大 变小 大 形变 应用——电子秤 作用:称量物体重量 7.双金属片:双金属片巧妙地利用了不同金属热膨胀 的差异.把膨胀系数不同的两种金属片黏合在一起,常 温下是直的,当加热时,由于两种金属的膨胀程度不同 ,双金属片就会向膨胀程度小的金属片那一侧弯曲. 应用——电熨斗 图为电熨斗的结构图.电熨斗是利用双金属片温度传感器来控 制电路的通断的.图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金 属.常温下,电熨斗的上下触点应当是接触的,当温度达到设定 温度时,双金属片向下弯曲到一定程度,从而使触点分离,使 电热丝停止加热.如果需要设定较高的温度,应调节调温旋钮, 使升降螺丝下降一些,可使在更高的温度时,触点再分离. 8.感温铁氧体:感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化 铁粉末混合烧结而成的,它的特点是:常温下具有铁 磁性,能够被磁体吸引,但是温度上升到约103℃时, 就失去了 ,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“ ”. 铁磁性 居里点 手动开关 接线螺丝 触点 永磁铁 电热板 内胆底 转轴 感温铁氧体
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