传感器PPT课件

发射头
接受头
四 .红外线传感器
红外线是不可见光线， 所有高于绝对 零 度 (-273.15℃) 的物质都可以产生红外线。现 代物理学称之为热射线
红外线传感器是对被测物体所发出的红外线而 进行接受，经内部电路的转换而控制的。
1-1 .红外线传感器工作原理
红外线传感器测量时不与被测物体直接接触， 因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等 优点。
通常感应有无光照以至于控制着电路的通断能力。 光敏二极管
光敏三极管
1-3 .光敏二极管：
1-4 . 光敏三极管：
1-5. 光敏管应用
通常应用于生活用品，工厂设备…
1-5 .光敏电阻
有光照时其阻值会急速增加以达到电 路发生动作。
无光照时其阻值会急速增加以达到电 路发生动作。
1-6 .光敏电阻符号及图形
传感器的强大
机器人70%的费用投入在传感器上
传感器应用十分广泛：
工业 农业 航空 通信 生活 .....
传感器介绍：
一、电阻应变式传感器
1. 材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值
相应发生变化，这种现象称为“应变效应”
引线
覆 盖层
基片
b
l 电 阻丝 式 敏感 栅
2 -1 . 电阻应变式传感器应用
电子磅
土压力盒
惠斯通定理
• •
I
Ia
R4
R1
•
Ib
a
U
R3
R2 b
R1=R2=R3=R4 I=Io 当R1 R2 R3 R4任意阻值 发生改变其电桥失去平衡 则ab两端电位发生变化。
Uab ≠0 则 Ia Ib方向相反的 电流Ia+ Ib ≠0所以仪表指针
发生偏转。
Io
2-2 . 电阻应变式传感器基本原理：
光电池内部原理图
空穴
电子
P区
PN结
N区
1-7-1 . 光电传感器的几种传播及接受形式
反射型： 根据光的反射原理而进行检测被测物
发射头
镜面反射(发射接受一体)
接受头
1-7-2 .折射型光电传感器
利用光的折射原理进行发射及接受信号。
发射头
接受头
1-7-3 .散射及对射光电传感器
散射
对射
发射头
接受头
测温原理： 根据电阻阻值、热电偶的电势随温度不同发生有 规律变化的原理。
3-2. 温度传感器
3-2-1. 温度传感器
上节讲过PTC和NTC两种热敏电阻，根据它们温度 系数的不同而区分的。
1 液体膨胀式 2 气体膨胀式
大同小异，热胀冷缩原理源自3 双金属片式 4 热敏电阻 5 热电偶
根据自身的特性在不同温度下其阻值发 生改变以至于使电路动作
它也具有反射、折射、散射、干涉、吸 收 等功能。
1-2 .红外线传感器图像
五 .光纤式光电传感器
1-1 .由于传感器受到环境的影响，在不同环境下使用
不同类型的传感器，但是一些传感器受到了技术的限制 无法满足条件所以需要进行新的产品研发，随着高科技 的发展光钎式光电传感器运用着越来越广。
1-2 .光纤式光电传感器原理
它的种类繁多主要有： 光电管、 光敏电阻、 光敏二极/三极管传感
器、 红外线传感器、 光纤式光电传感器…
1-1 . 光敏管
利用光的强弱来控制着晶体管的导通﹑放 大﹑截止几种工作状态以至于来控制电压 /电流的导通和放大。
c
c
b
ce p
bN P e
b e
c N bP
N e
p
符号
N
1-2 . 光敏管类型
发射头
室内
光 钎
干扰区
室外 接受头 光钎传感器
信号光源在光钎中无限 的反射，经过一段路程 传到接受头上。
具有抗干扰性好、传播 信号无衰减、无需信号 载波放大等优点。
双金属片式模拟原理图 利用金属热元件的热膨胀和热惯性原理,每种金属的 热膨胀系数不同。
正常工作 金属甲
金属乙
过载或温度过高 金属甲
金属乙
温度恢复正常 金属甲
金属乙
热电偶
两种不同的金属材料组成闭合回路，用火焰 对两金属材料的结点处加热，会发现电流仪 表发生偏转，这种现象叫作热电效应。
热电偶
.
三﹑ 光电传感器
R=ρL/S
它是通过外力而产生阻值变化， 对输出电压/电流改变的。
电阻的阻值大小与材料，长度，横截面积 及温度有关。
f 外界给的力
U/I
简化原理图
二、热电阻传感器
1. 热电阻传感器分类： NTC热电阻传感器
该类传感器为负温度系数传感器，即，传感器阻值随温度 的升高而减小。
PTC热电阻传感器 该类传感器为正温度系数传感器，即，传感器阻值随温度 的升高而增大。
传感器定义：
能够感受被测量件并按照一定的规律转换成可用的信号 器件或装置。
敏感元件 转换元件
传感器的功能 :
传感器的功能与人类五大感觉器官相似
视 听 嗅 味 触
传感器工作原理分两大类：
物理传感器 化学传感器
传感器的种类
由于传感器的种类繁多、功能强大、目前国 际还没有给出详细的划分，因为一种传感器 它具有双层或多层功能。
图形符号
例：原理图
1-6-1 光耦合器
它是以光为媒介传输电信号的一种转换 器件，电—光—电的转换。
1-6-2 .光电池工作原理
当光照射到PN结上时，产生电子—空穴对，在半导体内 部结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区， 受内建电场的吸引，电子流入N区，空穴流入P区，结果 使N区储存了过剩的电子，P区有过剩的空穴。它们在 PN结附近形成与势垒方向相反的电场。电场除了部分抵 消势垒电场的作用外，还使P区带正电，N区带负电，在 N区和P区之间的薄层就产生电动势。此时，如果将外电 路短路，则外电路中就有电流流过，这个电流称作短路 电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空 穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米 能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差。可以 测得这个值，并称为开路电压。
电弧
压电材料
撞击工具
2-2-2. 压电式传感器应用
由以上可知压电式传感器的工作原理；压电 式传感器主要用于气体打火机，煤气灶，各 种武器的引信引爆装置，汽车的防撞装置等。
3-1 . 温度传感器
温度传感器的种类很多，现在经常使用的有热电 阻温度传感器不但种类繁多，而且组合形式多样 ，应根据不同的场所选用合适的产品。
2-1. PTC/NTC热电阻传感器
2-2. PTC/NTC热电阻传感器
应用到过载保护，温控开关等。 比如: 彩色电视机消磁电路热敏电阻 电冰箱PTC启动器 电磁炉的锅温检测
…
2-2-1. 压电式传感器 压电式传感器是基于某种电解质材料的压 电效 应 ， 当介质材料受力变形时其表面 产生电荷。