传感器及其工作原理
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器是一种可以感知和测量环境中物理量的装置。
它通过获取并转化环境中的物理量为电信号或其他可读取的形式，从而实现对环境信息的检测、分析和控制。
传感器广泛应用于工业生产、环境监测、医疗健康、安全防护等领域。
传感器的工作原理主要包括以下几个方面：1.电阻型传感器：电阻型传感器是利用物体对电流的阻力变化来实现测量的。
它由感应元件、改变元件和信号处理电路组成。
当物体与感应部分接触时，感应元件的电阻发生变化，进而改变电流通过改变元件的阻值，从而在电阻上产生电压变化。
信号处理电路通过测量这个电压变化来获得物体的信息。
2.电容型传感器：电容型传感器是利用物体之间的电容变化来实现测量的。
它由两个电极或电容板组成，当物体靠近电容板时，物体之间的电容变化会导致电容器中储存的电荷量和电压发生变化。
通过测量这个电荷量或电压变化，可以得到物体与电容器之间的距离或其他信息。
3.磁感应型传感器：磁感应型传感器是利用磁场的变化来实现测量的。
它由感应元件和信号处理电路组成。
感应元件可以是磁致伸缩材料、霍尔元件、磁电阻元件等，当磁场的强度发生变化时，感应元件的电磁特性也会发生变化，进而变化了其电阻、电感或电容等物理量。
信号处理电路通过测量这个电磁特性的变化来获取物体的信息。
4.光电型传感器：光电型传感器是利用光的特性来实现测量的。
它由光源、光敏元件和信号处理电路组成。
光源发出的光线照射到光敏元件上，当光线受到物体的遮挡或反射时，光敏元件会发生电流或电压的变化，信号处理电路通过测量这个电流或电压的变化来获取物体的信息。
除了以上几种常见的传感器工作原理外，还有一些其他类型的传感器，如压力传感器、温度传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
它们的工作原理各不相同，但都是基于物理量的变化来实现测量的。
总之，传感器是一种将物理量转化为电信号或其他可读取形式的装置，不同类型的传感器有着不同的工作原理，但都能够通过测量和分析环境中的物理量来获取相关信息。
各类传感器的工作原理
各类传感器的工作原理传感器是一种能够检测和感知周围环境，并将其转化为可用信号的装置。
传感器在各个领域中起着极为重要的作用，从智能手机中的加速度传感器到汽车中的车速传感器，从医疗设备中的心率传感器到环境监测中的温度传感器，都体现了传感器在现代生活中的广泛应用。
下面将介绍几种常见的传感器及其工作原理。
1.光电传感器：光电传感器是基于光电效应的原理工作的。
光电效应是指当光照射到物体表面时，光中的能量被物体吸收，电子被激发而从原子中跃迁，产生电流。
光电传感器利用光电效应将光信号转化为电信号，可以用于测量光的强度、距离或光的频率等。
2.压力传感器：压力传感器是利用压力作用在压敏电阻或压电材料上变化的阻值或电荷来测量压力的。
当外力施加在压阻上时，导电粒子（电子或离子）运动受到阻碍，阻值发生变化，通过测量电阻的变化来确定压力的大小。
3.温度传感器：温度传感器利用材料在温度变化时导电性或热传导性的变化原理来测量温度。
常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶和温度敏感电容等。
热敏电阻是利用材料的电阻随温度的变化而变化；热电偶则是利用两种不同材料的接触产生热电势差，通过测量热电势差来计算温度；温度敏感电容则是通过测量电容的变化来确定温度。
4.加速度传感器：加速度传感器是利用物体在加速或减速时所产生的惯性力来测量加速度的。
常用的加速度传感器有电容式加速度传感器和压电式加速度传感器。
电容式加速度传感器通过测量电容的变化来确定加速度；压电式加速度传感器则是利用压电效应和加速度之间的关系来测量加速度。
5.湿度传感器：湿度传感器是利用材料的吸湿性或湿度对电阻、电容或电抗等性能的影响来测量湿度的。
常用的湿度传感器有湿度敏感电阻、湿度敏感电容和湿度敏感电感等。
湿度敏感电阻通过测量电阻的变化来计算湿度；湿度敏感电容则是通过测量电容的变化来确定湿度。
总之，传感器的工作原理各异，但都是基于其中一种物理效应或电学特性的变化来实现对周围环境的感知和检测。
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器1 传感器及其工作原理一、什么是传感器(1)什么是传感器？传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断(2)传感器的作用是什么？传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制实验：小盒子A 的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B 放到盒子上面灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。
盒子里有什么装置？(干簧管)(1)干簧管一、什么是传感器非电学量→ 传感器→ 电学量角度位移速度压力温度湿度声强光照电压电流传感器电阻电容酒精测试仪自动门自动干手机火灾报警器自动水龙头二、光敏电阻(1)光敏电阻的电阻率与什么有关？光敏电阻的电阻率与光照强度有关。
(2)光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？光敏电阻受到光照时电阻会变小.是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照增强,载流子增多,导电性能变好(3)光敏电阻能够将什么量转化为什么量？光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量三.热敏电阻和金属热电阻(1)金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？不相同半导体材料的导电性能随温度升高而变小金属导体的导电性能随温度升高而降低(2)热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？热敏电阻灵敏度高,但化学稳定性较差,测量范围较小;金属热电阻的化学稳定性较好,测量范围较大,但灵敏度较差(3)热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？将热学量(温度)转化为电阻这个电学量金属热电阻金属的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器。
常用的一种热电阻是用铂制作的。
RT热敏电阻有些半导体在温度上升时导电能力增强，因此可以用半导体材料制作热敏电阻。
有一种热敏电阻是用氧化锰和氧化铜混合烧结而成的。
热敏电阻或金属热电阻能够将热学量转化为电阻这个电学量4、霍尔元件在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上，制作4个电极，就成了一个霍尔元件。
传感器及其工作原理
传感器
1.定义 传感器是这样一类元件：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，或转化为电路的 通断．
2．工作原理
传感器的工作原理 1．工作过程： 非电学量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电学量 2．敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心 部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、 力敏、湿敏等)制成的．
IB 3．霍尔电压： UH＝ k d ， d为薄片厚度， k为霍尔系
数．一个霍尔元件的 d、 k为定值，若保持I恒定，则 UH的 变化就与 B成 正 比． 4．作用：霍尔元件能够把 磁感应强度 这个磁学量转 换为 电压 这个电学量．
3．作用：光敏电阻能够把 光照强弱 这个光学量转 换为 电阻 这个电学量.
热敏电阻和金属热电阻
氧化锰热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度的升高而 电阻率随温度的 特点 减小 升高而 增大
氧化锰热敏电阻 制作材料
金属热电阻
半导体
金属 ________
化学稳定性好，测温
优点 将
灵敏度好
范围大
这个热学量转换为 电阻
3．转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的，与 被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元 件． 4．转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学 量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等．
光敏电阻
1.特点：电阻值随光照增强而减小 ． 2．原因分析：光敏电阻由半导体材料制成，无光照 时，载流子 极少 强，载流子 增多 ，导电性能 不好 ，导电性 变好 ． ；随着光照的增
温度
作用
传感器的应用及其原理
传感器的应用及其原理1. 传感器的概述传感器是一种可以感知和测量各种物理量的器件或装置。
它们在各个领域中被广泛应用，从工业控制到医疗诊断，从农业到航天领域都离不开传感器的应用。
传感器通过将物理量转化为能够被检测和测量的信号，实现了对环境和对象的感知。
2. 传感器的原理传感器的工作原理基于不同的物理原理，下面列举几种常见的传感器原理。
2.1 光传感器光传感器利用光的特性来测量物体的性质。
基于光电效应的光传感器可以通过测量光照强度或光的波长来获取目标物体的信息。
例如，光电二极管（Photodiode）可以测量光的强度，而光谱传感器可以测量光的波长。
光传感器广泛应用于自动照明系统、光电测量、图像识别等领域。
2.2 压力传感器压力传感器用于测量物体或介质的压力。
常见的压力传感器原理包括电阻应变原理、电容原理和谐振原理等。
例如，电阻应变传感器是通过测量介质对它的力产生的应变来测量压力的。
压力传感器应用广泛，包括汽车、航空航天、工业控制等领域。
2.3 温度传感器温度传感器用于测量环境或物体的温度。
常见的温度传感器原理有热敏电阻、热电偶和红外线等。
例如，热敏电阻是利用材料的电阻随温度变化而变化来测量温度的。
温度传感器在医疗、气象、工业控制等领域中得到广泛应用。
2.4 加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动。
它们通常基于压电效应、压阻效应或电容效应等原理。
加速度传感器在汽车安全系统、航天领域、手机等设备中经常使用。
3. 传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
下面列举一些常见的应用领域和传感器的应用示例：3.1 工业控制•温度传感器用于监测工业设备的温度，以确保设备正常运行。
•压力传感器用于监测管道和容器中的压力，帮助控制工艺和防止泄漏。
•流量传感器用于测量液体或气体的流量，以监测能源消耗和工艺控制。
3.2 医疗诊断•血压传感器用于测量患者的血压，帮助医生进行健康评估和疾病诊断。
•心率传感器用于监测患者的心率，帮助医生评估心脏健康。
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器是一种将物理量转换为可测量的电信号的装置。
它们在各种领域中发挥着关键的作用，如工业自动化、环境监测、医疗诊断和智能手机等。
传感器的工作原理基于物质与物质相互作用的基本原理，通过使用不同的物理效应来测量和检测所感兴趣的物理量。
下面将介绍几种常见的传感器及其工作原理。
1.温度传感器温度传感器是用于测量温度变化的设备，常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和红外测温传感器等。
其中，热敏电阻是最常见的温度传感器之一，它的工作原理基于材料的电阻随着温度的变化而变化。
当温度升高时，传感器中的电阻值降低，反之亦然。
2.压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力。
电阻式压力传感器是最常见的一种，它借助于物理量与电阻值的线性关系来测量压力。
压力传感器具有薄膜或弹性元件，其电阻值会随着外部压力的变化而发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定外部压力的大小。
3.光传感器光传感器用于检测光线的强度和频率。
最常见的光传感器是光敏电阻和光电二极管。
光敏电阻基于光线的照射产生电阻的变化，光电二极管则利用光线照射在半导体材料上产生的电流来测量光强度。
光传感器在自动照明、光电开关和光学通信等领域有广泛的应用。
4.加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动。
其中，最常见的是MEMS加速度传感器。
它利用微机电系统技术制造出微小的机械加速度计件，通过测量件的微小位移或电容的变化来判断物体的加速度。
MEMS加速度传感器在汽车安全系统、智能手机和运动监测等领域中得到广泛应用。
5.湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度或水分含量。
热电阻湿度传感器是一种常见的湿度传感器，它利用湿度的变化导致传感器加热元件温度的变化来测量湿度。
传感器中的温度变化将与湿度成正比。
总结起来，传感器通过利用不同的物理效应来测量感兴趣的物理量，如温度、压力、光强度、加速度和湿度等。
它们在各个领域中发挥着关键作用，实现了自动控制、环境监测和数据采集等功能。
传感器及其工作原理
H H6.1 传感器及其工作原理一. 传感器的原理 传感器是这样一类元件：它能够感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们转换成电学量〔电压、电流等〕,或转换为电路的通断.这样就可以更方便地进行传输、测量、处理了.二. 传感器的分类1. 光电传感器—光敏电阻 半导体,光照越强,电阻越小.2. 温度传感器—热敏电阻和金属热电阻.〔1〕热敏电阻： 半导体,温度越高,电阻越小.〔2〕金属热电阻： 金属,温度越高,电阻越大.3. 电容式位移传感器 位移转换成电容器电容的变化.4. 霍尔元件 把磁学量转换成电学量〔1〕霍尔电压：矩形半导体薄片,通电流I ,垂直方向加磁场B ,那么在两侧出现电压H IB U k d. k —霍尔系数. 与薄片材料有关； d —霍尔元件厚度 〔2〕原理： 载流子运动,受洛伦兹力作用,在两侧累积电荷,形成电压.〔3〕霍尔元件〔磁敏元件〕：H U 与B 成正比.把B 转换成电压信号.三． 例题分析例1. 如图所示,1R ,2R 为定值电阻,L 为小灯泡,3R 为光敏电阻,当照射光强度增大时〔 〕A. 电压表的示数增大B. 2R 中电流减小C. 小灯泡的功率增大D. 电路的路端电压增大例2. 如图所示,1R 为定值电阻,2R 为负温度系数的热敏电阻,L 为小灯泡,当温度降低时〔 〕A. 1RC. 小灯泡的亮度变强D. 小灯泡的亮度变弱例3. 传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示是一种测定压力的电容式传感器.当待测压力F 作用于可动膜片电极时,可使膜片产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,那么〔 〕A 、 当F 向上压膜片电极时,电容将减小B 、 当F 向上压膜片电极时,电容将增大C 、 若电流计有示数,那么压力F 发生变化D 、 若电流计有示数,那么压力F 不发生变化例4. 图是霍尔元件的工作原理示意图,用d 表示薄片的厚度,k 为霍尔系数,对于一个霍尔元件d 、k 为定值,如果保持I 恒定,那么可以验证U H 随B 的变化情况.以下说法中正确的是〔 〕A. 将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,U H 将变大B. 在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平C. 在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平D. 改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,U H 将发生变化例5. 如图为一热敏电阻的I —U 关系曲线图.〔1〕为了通过测量得到I —U 关系的完整曲线,在图甲和图乙两个电路中应选择的是图；简要说明理由.〔电源电动势9V ,内阻不计,滑动变阻器0～100Ω〕〔2〕在右图所示电路中,电源电压恒为9V ,电流表读数为70mA,定值电阻1250R =Ω,由热敏电阻的I —U 关系曲线图可知,热敏电阻两端的电压为V,电阻2R 的阻值为Ω[例题答案]例1. ABC ；例2. C ； 例3. BC ； 例4. ABD ；例 5. 〔1〕甲；甲图电压调节X 围大,可从0调到所需电压.〔2〕1190.036 A 250U I R ===,210.070.0360.034 A I I I =-=-=,查表知=5.2 V U 热敏, 那么29 5.2 3.8 V U U U =-=-=热敏,222111.8 ΩU R I ==。
传感器及其工作原理课件
(2)工作原理： 在E、F间通入恒定的电流I, 同时外加与薄片垂直的 磁场B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向 着与电流和磁场都 垂直 的方向漂移，使M、N间出现 了电压，称为霍尔电压UH。
(3)霍尔电压： IB
UH＝ k d ①其中 d 为 薄片 的厚度，k 为 霍尔 系数，其大小与薄 片的材料有关。
图6－1－4
如图6－1－4(2)所示是测定液面高度h的电容式传感器。 液面高度h发生变化时，引起正对面积发生变化。
如图6－1－4(3)所示是测定压力F的电容式传感器。压 力变化，d发生变化，引起电容的变化。
如图6－1－4(4)所示是测定位移x的电容式传感器。由 图可以看出随着电介质进入极板间长度的变化电容C也变化， 从而推知x的变化情况。
2．光敏电阻 (1)特点：在被光照时 电阻 发生变化。 (2)原因：无光照时，载流子少，导电性能不好；随着 光照的增强，载流子 增多 ，导电性变好。 (3)作用：把 光照强弱 这个光学量转换为 电阻 这 个电学量。
3．热敏电阻和金属热电阻
氧化锰热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度的升高 特点
电阻率随温度的升高而 增大
3．关于光敏电阻，下列说法不. 正确的是
()
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻
这个电学量
B．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子
极少，导电性能不好
C．硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子
较少，导电性能良好
D．半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子
增多，导电性能变好
解析：对光敏电阻，光照强度变化时，电阻值随之变化，A 对；对半导体材料的硫化镉，无光照射时载流子极少，导 电性能差，光照增强时，载流子明显增多，导电性能变好， B、D对，C错。 答案： C
传感器及其工作原理
什么是传感器 （以干簧管为例引入）
半导体光敏电阻 半导体热敏电阻和金属热电阻 霍尔元件
1
1. 什么是传感器？
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化成 电学量的一类元件或组件。
举例（演示）：干簧管（开关型磁传感器）
磁感应强度的变化
簧片的磁化和去磁
电路的通断
干簧继电器的应用事例：实验电源的过载保护(无 需保险丝)
温度高低
电阻的大小
灵敏度高，温度系数 3 ~ 4% ，比金属大一个数量级
分类和材料
NTC型（负温度系数）──氧化锰和氧化铜混合烧结
PTC型（正温度系数）──钛酸钡为主要材料
原理（NTC型）
温度升高
半导体材料中的载流子（自由电子和
空穴）浓度增加
材料的电阻率减小
结构（热敏材料、电极、引线、外防护层）
2
么么么么方面
Sds绝对是假的
2. 光敏电阻
特性
光照强弱（光通量） 电阻的大小
原理
光照增强
半导体材料中的载流子（自
由电子和空穴）浓度增加
材料的电
阻率减小
材料
CdS──对可见光灵敏
PbS ──对红外线灵敏
结构(绝缘基板、光敏材料层、电极、引线)
随堂小实验
4
3. 热敏电阻（温敏电阻）
特性随堂小实验5源自4. 霍尔元件特性
磁感应强度B 的大小和方向 大小 和方向
材料
硅、锗、砷化铟
原理
霍尔效应 UH = KH B I 结构(材料薄片、电极、
引线、外封装) 可做演示
I = 10mA , B = 5 ~ 15mT， 测UH用数字表200mV档 霍尔集成电路
霍尔电压UH 的
6
简述传感器工作原理
简述传感器工作原理
传感器是一种能够感知周围环境并将其转化为可量化的电信号的设备。
它们的工作原理基于不同的物理原理，但都遵循一个基本的过程：感知环境变化→产生电信号→将信号转化为可读取的信息。
其中，光、声、温度、压力和加速度等常见的传感器类型具有如下工作原理：
1. 光传感器（光电二极管）：利用光敏材料的光电效应，当光线照射到材料上时，产生电荷，进而形成电流或电压信号。
2. 声传感器（麦克风）：利用压电效应或电容效应，当声波振荡使得压电材料或电容器发生变化时，产生相应的电信号。
3. 温度传感器（热敏电阻）：热敏电阻材料随温度的变化而改变电阻值，进而测量温度的变化。
4. 压力传感器（应变片）：采用应变片的物理特性，当受到外力压迫时，形变导致电阻或电压的变化，进而测量压力的变化。
5. 加速度传感器（微机电系统）：利用微机电系统技术，通过检测传感器产生的微小振动或形变来测量加速度。
除了以上几种传感器，还有许多其他类型的传感器，如湿度传感器、气体传感器、磁力传感器等，它们的工作原理也各不相同。
传感器的电信号输出可以是模拟信号或数字信号，根据需要，可以通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，进一步提供给电子设备进行处理和分析。
通过传感器的工作，我们能够获得环境的各种参数和信号，为物联网、智能化设备和其他应用领域提供了必要的数据。
传感器工作原理
传感器工作原理传感器是一种能够感知和测量物理量，并将其转化为可供人们理解和利用的电信号或其他形式的信号的设备。
传感器在各个领域中起着至关重要的作用，如工业生产、医疗设备、环境监测等。
本文将详细介绍传感器的工作原理及其分类。
一、传感器的工作原理传感器的工作原理基于物理效应，通过感知和测量物理量来实现。
常见的传感器工作原理包括：1. 电阻变化原理：利用物质电阻随温度、压力、湿度等物理量的变化而发生变化的特性。
例如，温度传感器利用电阻与温度之间的关系来测量温度。
2. 压电效应原理：利用压电材料在受力时产生电荷的效应。
例如，压力传感器利用压电材料的变形来测量压力。
3. 光电效应原理：利用光电材料在光照射下产生电荷的效应。
例如，光敏电阻利用光照强度的变化来测量光照强度。
4. 磁敏效应原理：利用磁敏材料在磁场作用下产生电荷的效应。
例如，磁感应传感器利用磁敏材料的磁阻变化来测量磁场强度。
5. 声波传播原理：利用声波在介质中传播的特性。
例如，声波传感器利用声波的传播时间来测量距离。
二、传感器的分类传感器按照测量的物理量、工作原理和应用领域可以进行分类。
以下是常见的传感器分类：1. 温度传感器：用于测量温度变化，常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。
2. 压力传感器：用于测量气体或液体的压力变化，常见的压力传感器有压电传感器、电容传感器、压力传感膜等。
3. 湿度传感器：用于测量空气中的湿度变化，常见的湿度传感器有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。
4. 光照传感器：用于测量光照强度的变化，常见的光照传感器有光敏电阻、光电二极管、光电三极管等。
5. 加速度传感器：用于测量物体的加速度变化，常见的加速度传感器有压电加速度传感器、电容加速度传感器等。
6. 磁场传感器：用于测量磁场强度的变化，常见的磁场传感器有霍尔传感器、磁敏电阻等。
7. 气体传感器：用于测量气体浓度的变化，常见的气体传感器有气体电化学传感器、气体红外传感器等。
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器是一种能够感知和接收外界环境信息，并将其转化为可用的电信号或其他形式的信号的装置。
它在工业控制、环境监测、智能家居等领域具有广泛的应用。
本文将介绍几种常见的传感器并详细阐述其工作原理。
一、温度传感器温度传感器主要用于测量物体的温度。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
热电偶由两种不同材料的导线焊接而成，当两种导线的接触处存在温度差异时，会在导线上产生电势差。
通过测量此电势差，可以确定物体的温度。
而热敏电阻则是利用电阻与温度呈线性关系的特性，通过测量电阻的变化来确定物体的温度。
二、光敏传感器光敏传感器能够感知光的强度，并将其转化为电信号。
最常见的光敏传感器是光敏二极管和光敏电阻。
光敏二极管是一种能够将光能转化为电能的装置，通过测量其产生的电流来确定光的强度。
而光敏电阻是一种电阻与光强度呈负相关关系的器件，通过测量其电阻的变化来确定光的强度。
三、压力传感器压力传感器主要用于测量气体或液体的压力。
常见的压力传感器有电容式压力传感器和压阻式压力传感器。
电容式压力传感器通过测量被测介质对电容器的压缩程度来确定压力大小。
压阻式压力传感器则是利用电阻与压缩程度呈线性关系的特性，通过测量电阻的变化来确定压力大小。
四、湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水平。
一个常见的湿度传感器是电容式湿度传感器。
它通过测量空气中的水分对其电容器的导电程度产生的影响来确定湿度水平。
五、气体传感器气体传感器用于测量空气中某种特定气体的浓度。
常见的气体传感器有气敏电阻式传感器和半导体气体传感器。
气敏电阻式传感器是利用某种气体与敏感材料发生化学反应后导致电阻变化的原理来测量气体浓度。
半导体气体传感器则利用某种特定气体与半导体材料表面发生反应导致电阻变化来测量气体浓度。
总结传感器是一种能够感知外界环境的物理量并将其转化为电信号或其他形式信号的装置。
常见的传感器有温度传感器、光敏传感器、压力传感器、湿度传感器和气体传感器等。
传感器的原理
传感器的原理
传感器是一种能够感知外部环境并将感知到的信息转化为可用信号的设备。
它
在现代科技和工业生产中起着至关重要的作用，广泛应用于自动化控制、环境监测、医疗设备、智能手机等领域。
传感器的原理是基于一些基本的物理现象和工作原理，下面将介绍传感器的原理及其工作过程。
首先，传感器的原理基于物理现象，比如电磁感应、压阻效应、光电效应等。
这些物理现象能够使传感器感知到外部环境的变化，并将这些变化转化为电信号或其他形式的信号。
以光电传感器为例，它利用光电效应来感知光线的强弱，当光线强度发生变化时，光电传感器就能够将这种变化转化为电信号输出。
其次，传感器的原理还与传感器内部的传感元件和信号处理电路有关。
传感元
件是传感器的核心部件，它能够将外部环境的变化转化为电信号或其他形式的信号。
而信号处理电路则能够对传感元件输出的信号进行放大、滤波、数字化等处理，使得信号能够被准确地采集和处理。
此外，传感器的原理还与传感器的工作过程密切相关。
传感器的工作过程包括
感知、转换和输出三个基本步骤。
在感知阶段，传感器能够感知外部环境的变化，比如温度、湿度、压力、光线等。
在转换阶段，传感器能够将感知到的信息转化为电信号或其他形式的信号。
在输出阶段，传感器能够将转化后的信号输出到控制系统或显示设备中，以实现对外部环境的监测和控制。
总之，传感器的原理是基于物理现象、传感元件和信号处理电路的相互作用，
它能够将外部环境的变化转化为可用信号。
通过对传感器的原理及其工作过程的深入了解，我们能够更好地应用传感器技术，提高自动化控制系统的精度和可靠性，推动科技和工业的发展。
传感器及其成像原理
传感器及其成像原理传感器是指能够感知和采集外界信息，并将其转化为电信号或其他形式的信号的设备。
传感器的成像原理是通过使用不同的物理原理来解释和描述传感器如何工作。
光学传感器是最常见的一类传感器。
其成像原理是利用光的散射、反射、折射等特性来获取目标物体的信息。
光学传感器包括摄像头、光电二极管、光电感光器等。
当光线照射到目标物体上时，会发生不同的光学作用，光学传感器会接收到这些光学作用产生的信号，并通过转换和处理这些信号来获得目标物体的图像信息。
声波传感器是另一类常见的传感器。
声波传感器的成像原理是利用声波在物体上的传播和反射来获取目标物体的信息。
声波传感器通常包括麦克风、声纳等设备。
当发射声波时，声波会在物体上产生反射，并返回传感器。
传感器会接收到这些反射声波，并通过转换和处理这些声波信号来获得目标物体的信息。
热传感器是一类能够感知和测量物体温度的传感器。
热传感器的成像原理是利用物体辐射的热能来获取目标物体的温度信息。
热传感器包括红外线传感器、热电偶等。
当物体的温度不同于周围环境时，物体会辐射出热能，热传感器会接收到这些热能，并通过转换和处理热能的信号来获得目标物体的温度信息。
其他常见的传感器包括压力传感器、湿度传感器、加速度传感器等。
这些不同的传感器都有各自特定的成像原理。
传感器的成像原理关键在于收集外界的物理信号并将其转换为可用的电信号或其他形式的信号。
这需要传感器具备合适的感知原理和适当的信号转换和处理装置。
传感器的设计和制造一般需要考虑信号采集的灵敏度、可靠性、精确度等指标，并利用合适的技术和方法来实现。
总结起来，传感器的成像原理是通过利用不同的物理原理来感知和采集外界信息，并将其转换为可用的电信号或其他形式的信号。
不同的传感器有不同的感知原理和特定的成像方式，但其共同之处在于将外界的物理信号转换为可用的数据信号，以实现对目标物体的感知和测量。
高中物理选修3-2-传感器及其工作原理
传感器及其工作原理知识元常见传感器的工作原理知识讲解传感器的工作原理1．概念：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。
2．组成：一般由敏感元件、转换元件、转换电路三个部分组成。
敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。
转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的，与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。
转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等。
3．原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。
例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
4．工作流程：5．类别：最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换器)组成，它感受被测量时，直接输出电学量，如热电偶．有的传感器由敏感元件和转换器件组成，设有转换电路，如光电池、光电管等；有的传感器，转换电路不止一个，要经过若干次转换。
6．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个：（1）按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器。
（2）按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。
7．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等。
例题精讲常见传感器的工作原理例1.传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件。
如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（）A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变大，则电流表指针向左偏D．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变小，则电流表指针向左偏例2.关于传感器，下列说法正确的是（）A．霍尔元件能把光学量转化为电学量B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．话筒中的传感器将电信号转化成声音信号D．传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件例3.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况。
四.传感器的工作原理
四．传感器的工作原理
传感器是一种能够感知、检测和测量某种特定物理量并将其转化为可读信号的设备。
传感器的工作原理可以简单描述为接受外部输入、进行转换和输出信号。
在各个领域的应用中，传感器起着至关重要的作用，如自动化控制、环境监测、医疗诊断等。
传感器的工作原理主要包括以下几个步骤：感知、转换和输出。
首先是感知，传感器通过感知器件来感知外部环境的物理量。
感知器件根据不同的物理量有不同的工作原理，如光敏电阻感知光线强度、压力传感器感知压力大小等。
感知器件将感知到的物理量转化为相应的电信号，作为传感器的输入。
接下来是转换，传感器将输入的电信号转换为可用的信号格式。
这一步骤通常通过信号调理电路实现，信号调理电路可以对输入信号进行放大、滤波、线性化等处理，以确保输出信号的准确性和稳定性。
最后是输出，传感器将经过转换处理后的信号输出给控制系统或显示设备。
输出信号的形式多样，可以是模拟信号，也可以是数字信号，甚至是无线信号。
根据不同的应用需求，传感器可以提供不同形式的输出信号，以满足系统对数据的处理和传输要求。
传感器的工作原理基于物理效应或传感器内部结构的特性，不同类型的传感器采用不同的原理来实现对特定物理量的感知和转换。
例
如，温度传感器常用的热敏电阻原理是利用电阻值随温度变化的特性来实现温度测量；压力传感器则是通过测量压阻效应或压电效应来感知压力变化。
除了常见的温度传感器、压力传感器外，还有许多其他类型的传感器，如光敏传感器、加速度传感器、湿度传感器等。
它们在各个领域的应用中发挥着重要作用，为实现自动化控制、监测和检测提供了有效手段。
传感器及其工作原理
传感器及其工作原理传感器是一种用来将物理量转换为可读取或可处理数字信号的设备。
传感器在现代工业、农业、医疗和科研等领域扮演着非常重要的角色，它们能够实时监测和记录各种参数，如温度、压力、光强度、湿度、位移等，使得生产、管理和科研过程更加高效和精确。
传感器的工作原理通常包括以下五个方面：1. 效应：这是传感器最重要的部分，因为它是利用效应来将物理量转换成电信号的。
传感器的效应可能有多种，如电压、电流、电阻、电容、磁场和压力等。
2. 传感器信号处理电路：传感器将采集信号转换成电信号后，需要经过一段信号处理电路，这段电路负责对于原始信号进行放大、降噪和增益等操作，使得信号达到更好的质量。
3. 传感器电路的供电：为了保证传感器工作正常，需要提供恰当的电压或电流，以供传感器和信号处理电路工作。
常见的供电方式包括直流电源、电池和太阳能等。
4. 传感器信号输出：当传感器的效应被采集转换成电信号后，需要通过适当的接口输出这些信号。
输出方式可以是模拟输出或数字输出，进一步利用接口进行传输和处理，如USB、RS485和RS232等。
5. 对信号进行解算：在信号处理环节中，需要对信号进行解算。
传感器信号输出的是实际的测量值，但常常需要根据特定的公式和专业知识将数据转换成更有价值的数据分析和处理。
在传感器应用的过程中，可能会遇到一些挑战和难题。
其中最常见的问题有以下几点：一、传感器精度和精确度不足。
传感器检测过程可能受到噪声、温度波动和灵敏度限制等原因的干扰，导致精度和精确度下降。
二、传感器使用环境不适宜。
传感器可能会受到进入环境的气体或粉尘等物质的干扰，甚至会造成传感器故障。
三、传感器寿命不够长。
传感器通常需要长时间工作，在长期使用后可能会出现性能或故障问题。
四、传感器安装困难。
传感器针对不同的应用领域和普遍性计提供不同的安装方案，但在实际应用中，由于外部环境条件和安装条件的限制，可能会使传感器的仿真度和效果受到影响。
传感器工作原理及应用实例
传感器工作原理及应用实例传感器是一种可以检测环境参数并将其转换为可进行测量或控制的电信号的装置。
传感器通常由物理、化学或生物成分构成，可以测量光、声、温度、压力、湿度、运动等参数。
传感器的工作原理可以根据不同类型的传感器而有所差异。
下面将介绍几种常见的传感器工作原理及其应用实例。
1.光敏传感器光敏传感器通过光敏电阻、光敏二极管等器件测量环境中的光强度。
当光线照射到光敏元件上时，光敏元件的电阻会发生变化，从而产生电信号。
光敏传感器常用于街道照明、摄像机自动调节曝光、线路状态检测等应用中。
2.声音传感器声音传感器可以通过麦克风、声传感器等装置检测环境中的声音。
当声音波动引起传感器内部振动时，传感器会将振动转化为电信号。
声音传感器常用于噪音监测、声音识别、语音控制等应用中。
3.温度传感器温度传感器可以通过热敏电阻、热电偶等元件测量环境温度。
传感器内部的物理或化学特性会随温度的变化而改变，从而产生电信号。
温度传感器广泛应用于温控设备、气象检测、温度监控等领域。
4.压力传感器压力传感器可以通过应变片、半导体材料等装置测量环境中的压力。
当感应器受到压力作用时，其内部会发生形状变化或电阻变化，从而产生电信号。
压力传感器常用于工业流程控制、汽车制动系统、气体检测等领域。
5.湿度传感器湿度传感器可以通过湿敏电阻、电容式传感器等装置测量环境中的湿度。
传感器的物理或化学特性会随湿度的变化而改变，从而产生电信号。
湿度传感器广泛应用于温湿度计、农业、气象等领域。
除了上述传感器，还有许多其他类型的传感器，例如加速度传感器、运动传感器、气体传感器等。
总之，传感器通过将环境参数转换为电信号，可以实现对物理、化学或生物现象的测量和控制。
它们在工业自动化、智能家居、医疗设备、环境监测等领域中起着重要作用，为实现科学研究、生活便利和提高生产效率提供了有力的支持。
高中物理 第六章 传感器 第1节 传感器及其工作原理(含解析)2
第1节传感器及其工作原理1．传感器按照一定的规律把非电学量转化为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
3．热敏电阻和金属热电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
4．电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量。
5．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
一、传感器1．传感器的定义能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、电流等电学量)，或转换为电路的通断的元件。
2．非电学量转换为电学量的意义把非电学量转换为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制。
二、光敏电阻1．特点光照越强，电阻越小。
2．原因无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
3．作用把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
三、热敏电阻和金属热电阻1．热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图所示为某一热敏电阻的电阻值随温度变化的特性曲线。
2．金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。
四、霍尔元件1．霍尔元件如图所示，在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上，制作四个电极E 、F 、M 、N ，它就成为一个霍尔元件。
霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
2．霍尔电压U H ＝k IB d(1)其中d 为薄片的厚度，k 为霍尔系数，其大小与薄片的材料有关。
(2)一个霍尔元件的厚度d 、霍尔系数k 为定值，再保持I 恒定，则U H 的变化就与B 成正比，因此霍尔元件又称磁敏元件。
1．自主思考——判一判(1)所有传感器的材料都是由半导体材料做成的。
(×)(2)传感器是把非电学量转换为电学量的元件。
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03年上海高考18、 图1为某一热敏电阻R(电阻值随温度的改变而 改变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。 ⑴为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2和图3两 个电路中应选择的是图 ；简要说明理由： 。（电源电动势为 9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100Ω） ⑵在图 4 电路中，电源电压恒为 9V ，电流表读数为 70mA ，定值 电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端 的电压为________V；电阻R2的阻值为 Ω。 ⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子：_____________。
A
R1 R2 信号 处理 系统
二、敏感元件
2、热敏电阻
（ 1 ）金属导体与半导体材料的导电性 能与温度的变化关系是否相同？ （ 2 ）热敏电阻和金属热电阻各有哪些 优缺点？ （ 3 ）热敏电阻和金属热电阻能够将什 么量转化为什么量？
2、热敏电阻
<2>热敏电阻：
<1>金属热电阻：
规律：电阻随温度的升高而增大。
I/mA
50 40 30 20
V
A
V
A
A
R2
9V 1 2 3 4
图1
R1
10
R
0
5
6 7 U/V
热 敏 电 阻
图2
图4
1、传感器： 1）概念：
非电学量
2）原理： 非电学量 2、敏感元件：
转换为
电学量
敏感元件 转换电路 光学量 温度 电阻 电阻
电学量
（1）光敏电阻
（2）热敏电阻 （3）霍尔元件 （4）电容器
（光电传感器）
（温度传感器） 电压 （磁传感器）
磁感应强度 力学量 电容
（位移传感器）
练习、 （ 2003 上海考题）演示位移传感器的工作 原理如右图示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变 阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数据，来反映 物体位移的大小 x。假设电压表是理想的，则下列说 法正确的是 ( ) B
U
(2) 若电位器（可变电阻）总长度为 L ，其电阻均匀，两端接在 稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连 接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯 性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出 U与a 的函数关系式。 10 0 1 0
P
U
U0
练习:可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示 。当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压 信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量 为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、 内阻不计。滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时 P在B点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压U与ω的 函数式。
极板 电介质
待测压力F
x
极板
力学量→电容
例 5 ．传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种 测定压力的电容式传感器，当待测压力 F 作用于可动膜 片产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流 计和电源串联接成闭合电路，那么（ BC ） A．当F向上压膜片电极时，电容将减小 B．当F向上压膜片电极时，电容将增大 C．若电流计有示数，则压力F发生变化 D．若电流计有示数，则压力F不发生变化 固定电极 膜片电 极 待测压力 F
3、霍尔元件
N
I
F
M E
B UH
IB 霍尔电压： U k H d
一个霍尔元件的d、k为定值， 再保持I恒定，则UH的变化就 与B成正比。
磁感应强度→ 电压
4、电容器
（1）测定角度θ ：
动片
θ
（2）测定液面高度h：
金属芯线 电介质
导电液体 定片
（3）测定压力F：
固定电极 可动电极
（4）测定位移x：
A. 物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B. 物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C. 物体M不动时，电路中没有电流
D. 物体M不动时，电压表没有示数
练习：惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重 要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示， 沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑 块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与 固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指 针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。 设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为 S，则这段时间内导弹的加速度（ ） D A.方向向左，大小为 k S/m B．方向向右，大小为 k S/m 1 0 1 C．方向向左，大小为 2k S/m 0 0 D.方向向右，大小为 2k S/m P
练习：将金属块 m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形 的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压 力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以 a=2.0 m/s2 的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的 传感器显示的压力为6.0N，下底板的传感器显示的 压力为10.0N。(取g=10 m/s2) (1)若上顶板传感器的示数是下底板 m 传感器的示数的一半， 试判断箱的运 动情况。 (2)要使上顶板传感器的示数为零,箱 沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？
第三章 传感器
—— 传感器及其工作原理
自动门(视频)
演示实验： 小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外
没有开关，但是把磁铁放到盒子上面，
灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。
盒子里面有 什么装置?
原理：当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化 而接通，所以干簧管能起到开关的作用！
磁信号
电路的通断
声音的转换
声信号
电信号
阅读教材思考： （1）什么是传感器？ （2）传感器的作用是什么？
一、传感器
1、定义： 传感器是把非电学量(如位移、速
度、力、磁感应强度、温度、光、声等)按一定的规
律转换为电学量(如电压、电流、电阻、电
容等)
的元器件.
传 感 器 非电学量 电学量
2、工作原理： 非 电 学 量
传 转 敏 换 感 感电 元 路 件 器
电 学 量
3、特点（优点）：
易感知、易测量、易控制
各种传感器
温 度 传 感 器
火 灾 报 警 器
酒 精 测 试 仪
二、敏感元件
1、光敏电阻
阅读教材，思考问题： （1）光敏电阻的电阻率与什么有关？ （ 2）光敏电阻受到光照时会发生什么 变化？怎样解释？ （3）光敏电阻能够将什么量转化为什 么量？
规律：电阻随温度的升高而减小。
温度→电阻
生活中哪些地方用到热敏电阻?
例3、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元 件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑 纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下 列说法正热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件 一定是热敏电阻
返回
例 2. 如图 6 － 1 － 3 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 （ BD ） 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
二、敏感元件
1、光敏电阻
实物图
光照情况 电阻阻值
受光表面暴露 受光表面遮住
电阻小
电阻大
光学量→电阻
光敏电阻原理
• 例1.如图所示，R1、R2为定值电阻， L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射 光强度增大时，（ ABC ） A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一 定是定值电阻
C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只 元件一定是光敏电阻 D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件 一定是定值电阻
例4：如图是一火警报警的一部分电路示意图。 其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器， 电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警 器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器 的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是 （ B ） A. I 变大，U 变大 B. I 变小，U 变小 C. I 变小，U 变大 D. I 变大，U 变小 a A E R2 R3 r R1 b
O
ω
A
O′
输出电压U
B
P
C S
练习、 用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速 直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装 一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着 一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别 压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏 上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前， 传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b在的示数均为 10 N （取g=10 m／s2）． （1）若传感器a的示数为 14 N、b的示数为6.0 N，求此时汽车的 加速度大小和方向． （2）当汽车以怎样的加速度 运动时，传感器a的示数为零．