1 传感器及其工作原理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
）
0
10
A.方向向左，大小为 ks/m
B.方向向右，大小为 ks/m C.方向向左，大小为 2ks/m
10
D.方向向右，大小为 2ks/m
P
U
1．制作传感器需要的敏感元件有光敏电阻、热敏电阻与金 属热电阻、霍尔元件等. 2．光敏电阻的阻值随光的强度增大而减小.光敏电阻将光 学量转换为电阻这个电学量.
练习2.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，
将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，
用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的 示数，下列说法中正确的是（ AC ）
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧
姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变
答案：下表面
IB U ned
例题2：演示位移传感器的工作原理如 图所示，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 )
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
化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件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．用黑纸包住元件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
练习3.如图所示，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？
热敏电阻的电阻随温度升高而变小.
（2） 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.
热敏电阻化学稳定性较差，测量范围较小，但灵敏度高；
（3）将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
插入电介质，电容增大. 将位移这个力学量转换为电容这个电学量.
5．霍尔元件
一个确定的霍尔元 件的d、k为定值，再保 持I不变，则UH的变化 就与B成正比.
8.光传感器的应用——火灾报警器
平时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡住 .当有烟雾时， 烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使 报警电路工作.
练习：恒温箱
思考与讨论： 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C、D 之间呢？ 2、要使箱内温度保持100 ℃，可变电阻R′值应调节为多大？
呼吸！皮肤则由类似人类皮肤的硅化物覆盖.
练习1.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（ AC ）
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记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
薄金 属膜
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 , 于是电阻两端
绝缘 支架
就输出了与声音变化规
固定电极
律相同的电压.
较弱的声音
扩音器
扬声器
来自BBC的报道，日本大阪大学科学家日前发明出一种完全具有人类
女性外貌的机器人 “ Repliee Q1”.“她”能眨眼,说话,做手势,甚至
D. 物体M不动时，电压表没有示数
练习4.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所示，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
3．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；金属热电阻的阻
值随温度的升高而增大.热敏电阻或金属热电阻将温度这个 热学量转换为电阻这个电学量.
4．霍尔元件的霍尔电压公式为：U H k IB
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学
量. 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转换为电容这个 电学量.
1.干簧管：是一种能够感知磁场的传感器
可以控制灯的熄灭
2.光敏电阻
工作原理：
光照增强
半导体材料中的载流子（自由电子
材料的电阻率减小
和空穴）浓度增加
将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） （铂）
温 度 传 感 器
3．热敏电阻和金属热电阻
（1）
金属热电阻的电阻随温度升高而变大；
d
只有整个人类的幸福才是你的幸福.
——狄慈根
IB UH k d
将磁感应强度这个磁学量 转换为电压这个电学量。
5、力传感器的应用——电子秤
5、力传感器的应用——电子秤
（1）装置:力传感器 元件:金属梁和应变片
（2）简述力传感器的工作原理.
应变片常用半导体材料制成 当应变片的表面拉伸时，其电阻变大,反之，变小。 传感器输出的是应变片上的电压差值。 外力越大，输出的电压差值也越大
6、温度传感器的应用——电熨斗
双金属片温度传感器. 作用：控制电路的通断.
原 理 ： 热 胀 冷 缩
原理:热胀冷缩 常温下两触点分离 .
温度升高，两种金属
膨胀性能不同，双金 属片形状发生变化，
使触点接触.
7、温度传感器的应用——电饭锅
7、温度传感器的应用——电饭锅
感温铁氧体
特点：常温下具有铁磁性能够被磁体吸引。但温度上升到 103℃（居里温度）时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。
9、声传感器的应用——话筒.
把声信号转换为电信号.
9、声传感器的应用——话筒.
（1）动圈式话筒： 永久 磁铁
金属膜片
工作原理: 电磁感应.
音圈
膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生随声
波变化的感应电流.
9、声传感器的应用——话筒.
（2）电容式话筒：
原理 :Q 是绝缘支架 , 薄 金属膜M和固定电极N
第Fra Baidu bibliotek章
传感器
1 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、
声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换 成电压、电流等电学量，或转换为电路的通断.
（2）传感器的工作原理
非电学量 敏感元件 转换器件 转换电路
电学量
二、常见制作传感器的元件
D
）
0
10
A.方向向左，大小为 ks/m
B.方向向右，大小为 ks/m C.方向向左，大小为 2ks/m
10
D.方向向右，大小为 2ks/m
P
U
1．制作传感器需要的敏感元件有光敏电阻、热敏电阻与金 属热电阻、霍尔元件等. 2．光敏电阻的阻值随光的强度增大而减小.光敏电阻将光 学量转换为电阻这个电学量.
练习2.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，
将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，
用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的 示数，下列说法中正确的是（ AC ）
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧
姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变
答案：下表面
IB U ned
例题2：演示位移传感器的工作原理如 图所示，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 )
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
化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件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．用黑纸包住元件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
练习3.如图所示，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？
热敏电阻的电阻随温度升高而变小.
（2） 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.
热敏电阻化学稳定性较差，测量范围较小，但灵敏度高；
（3）将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
插入电介质，电容增大. 将位移这个力学量转换为电容这个电学量.
5．霍尔元件
一个确定的霍尔元 件的d、k为定值，再保 持I不变，则UH的变化 就与B成正比.
8.光传感器的应用——火灾报警器
平时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡住 .当有烟雾时， 烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使 报警电路工作.
练习：恒温箱
思考与讨论： 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C、D 之间呢？ 2、要使箱内温度保持100 ℃，可变电阻R′值应调节为多大？
呼吸！皮肤则由类似人类皮肤的硅化物覆盖.
练习1.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（ AC ）
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记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
薄金 属膜
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 , 于是电阻两端
绝缘 支架
就输出了与声音变化规
固定电极
律相同的电压.
较弱的声音
扩音器
扬声器
来自BBC的报道，日本大阪大学科学家日前发明出一种完全具有人类
女性外貌的机器人 “ Repliee Q1”.“她”能眨眼,说话,做手势,甚至
D. 物体M不动时，电压表没有示数
练习4.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所示，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
3．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；金属热电阻的阻
值随温度的升高而增大.热敏电阻或金属热电阻将温度这个 热学量转换为电阻这个电学量.
4．霍尔元件的霍尔电压公式为：U H k IB
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学
量. 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转换为电容这个 电学量.
1.干簧管：是一种能够感知磁场的传感器
可以控制灯的熄灭
2.光敏电阻
工作原理：
光照增强
半导体材料中的载流子（自由电子
材料的电阻率减小
和空穴）浓度增加
将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） （铂）
温 度 传 感 器
3．热敏电阻和金属热电阻
（1）
金属热电阻的电阻随温度升高而变大；
d
只有整个人类的幸福才是你的幸福.
——狄慈根
IB UH k d
将磁感应强度这个磁学量 转换为电压这个电学量。
5、力传感器的应用——电子秤
5、力传感器的应用——电子秤
（1）装置:力传感器 元件:金属梁和应变片
（2）简述力传感器的工作原理.
应变片常用半导体材料制成 当应变片的表面拉伸时，其电阻变大,反之，变小。 传感器输出的是应变片上的电压差值。 外力越大，输出的电压差值也越大
6、温度传感器的应用——电熨斗
双金属片温度传感器. 作用：控制电路的通断.
原 理 ： 热 胀 冷 缩
原理:热胀冷缩 常温下两触点分离 .
温度升高，两种金属
膨胀性能不同，双金 属片形状发生变化，
使触点接触.
7、温度传感器的应用——电饭锅
7、温度传感器的应用——电饭锅
感温铁氧体
特点：常温下具有铁磁性能够被磁体吸引。但温度上升到 103℃（居里温度）时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。
9、声传感器的应用——话筒.
把声信号转换为电信号.
9、声传感器的应用——话筒.
（1）动圈式话筒： 永久 磁铁
金属膜片
工作原理: 电磁感应.
音圈
膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生随声
波变化的感应电流.
9、声传感器的应用——话筒.
（2）电容式话筒：
原理 :Q 是绝缘支架 , 薄 金属膜M和固定电极N
第Fra Baidu bibliotek章
传感器
1 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、
声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换 成电压、电流等电学量，或转换为电路的通断.
（2）传感器的工作原理
非电学量 敏感元件 转换器件 转换电路
电学量
二、常见制作传感器的元件