传感器的应用实例PPT课件
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传感器在生活中的应用ppt课件
执行。
18
电容式触摸屏
• 电容式触摸屏工作原理： 电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明 的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻 璃设计能彻底保护导体层及感应器。 电容式触摸屏在 低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手 指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的 电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成 及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻 璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境 因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或 油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。
器计算X坐标。在这种情
Y-轴变成感应线。
Y+和Y-点分施
Y 轴坐标。
16
电阻式触摸屏外形结构
• 电阻式触摸屏是覆盖在 LCD上面一层玻璃结构 LCD 手机的触摸屏和LCD做 坏的时候只能一起更换。 部分手机会在触摸屏上 来保护触摸屏和LCD。 触摸屏的外形结构如图 所示。
17
• 右图是是一款手机的电
中照射在芯片上。
3
• 将光敏三极管接在图所示 的电路中，光敏三极管的 集电极接正电位，其发射 极接负电位。当无光照射 时，流过光敏三极管的电 流，就是正常情况下光敏 三极管集电极与发射极之 间的穿透电流Iceo 它也 是光敏三极管的暗电流， 其大小为：Iceo =(1 + hFE) I（式中: Icbo---集 电极与基极间的饱和电 流;hFE ---共发射极直流 放大系数）。
5
光敏三极管在手机中的应用
• 光敏三极管在手机上应用主要是根据环境光线 明暗来判断用户的使用条件，从而对手机进行 智能调节，达到节能和方便用户使用的目的。
楚。
挂断电话的误操作。
传感器原理及应用PPT教程课件专用
湿度传感器
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
湿度传感器能够监测室内湿度变化，与加湿器、除湿器等设备配合，保持室内湿度在适宜 范围内，避免潮湿或干燥对家居环境和人体健康的影响。
光照传感器
光照传感器能够感知室内光线强弱，与照明设备联动，实现室内光线的自动调节。同时， 还可用于窗帘、百叶窗等设备的自动控制，提高室内采光效果。
未来发展趋势预测
传感器应用领域
医疗领域
用于监测人体生理参数，如体 温、血压、心率等，以及医疗 设备中的控制和检测。
智能家居
用于实现家庭环境的智能化控 制，如温度控制、照明控制等。
工业自动化
用于检测和控制生产过程中的 各种参数，如温度、压力、流 量等。
环保领域
用于监测大气、水质等环境参 数，为环境保护提供数据支持。
传感器与通信接口的电路 设计
介绍传感器与通信接口之间的 电路设计，包括信号调制、解 调、编码、解码等。
接口电路设计的实例分析
通过具体案例，分析接口电路 设计的实现过程及效果。
06 传感器在物联网和智能家 居中应用展望
物联网中传感器作用及发展趋势
物联网中传感器的作用
物联网中的传感器是实现万物互联的基础， 它们能够感知和测量各种物理量，如温度、 湿度、压力、光照等，并将这些数据转换为 可处理和传输的数字信号，为物联网应用提 供实时、准确的数据支持。
新型传感器的研发
针对特定应用场景和需求，未来将研发更多新型传感器。例如，柔性传感器、生物传感器、化学传感器 等，它们将具有更高的灵敏度、选择性和稳定性，为物联网和智能家居等领域的发展提供有力支持。
THANKS FOR WATCHING
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牌和型号。
注意传感器的尺寸、重量、 安装方式等是否符合应用场
相位调制型光纤传感器应用实例ppt课件
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
光纤水听器的结构
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
应用领域
光纤水听器主要用于海洋声学环境中的 声传播、噪声、混响、海底声学特性、目 标声学特性等的探测。
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
Байду номын сангаас
应用
• 测量微位移 • 测量折射率 • 测量微应变、应力 • 测量磁场的强弱 • 测量压力
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
（1）海洋资源勘探 ——探索海洋资源，得到分布信息
（2）海底地质勘察 ——采集地震信号，推测海底地质
（3）海洋国土安全 ——反恐、反潜，水下安防
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
测量水下声信号的变化 ----光纤水听器
光纤水听器 是一种建立在光纤、光电子技术
基础上的水下声信号传感器。它通过高灵敏度的 光学相干检测，将水声振动转换成光信号，通过 光纤传至信号处理系统提取声信号信息。
测量时空的变化 —引力波探测仪
传感器的应用实例(与“工作”相关文档)共8张PPT
6.4 传感器的应用实例
第1页，共8页。
实验1、光控开关
1、实验原理及知识准备
如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，
RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，
试分析其工作原理．
白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发 器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不 导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密 特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突 然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于 路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的 目的．
天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，
电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭． 则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．
天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通； 白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通； 要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要 求越小，即温度越高． 天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流， 则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭． 当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.
G
达到更大，即天色更暗。 由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．
第1页，共8页。
实验1、光控开关
1、实验原理及知识准备
如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，
RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，
试分析其工作原理．
白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发 器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不 导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密 特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突 然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于 路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的 目的．
天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，
电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭． 则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．
天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通； 白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通； 要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要 求越小，即温度越高． 天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流， 则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭． 当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.
G
达到更大，即天色更暗。 由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．
传感器的应用 ppt课件
在工农业生产中经常用到自动控制装置， 在工农业生产中经常用到自动控制装置，而 设计自动控制装置很多情况下要用到传感器． 设计自动控制装置很多情况下要用到传感器．如 光电传感器，把光信号转化为电信号， 光电传感器，把光信号转化为电信号，然后对电 信号进行放大，再将电信号输入到相应的装置， 信号进行放大，再将电信号输入到相应的装置， 进而完成相应的自动控制。 进而完成相应的自动控制。
MEMSIC加速度传感器应用 加速度传感器应用
手机存储卡的安全保护
当手机发生意外被摔落时，安放在手机中的 当手机发生意外被摔落时，安放在手机中的MEMSIC 加速度传感器 会感应到加速度的变化并做出判断是否需要关闭使用存储器的应用 程序，最后完成关闭这些应用程序以达到保护存储器的目的。 程序，最后完成关闭这些应用程序以达到保护存储器的目的。
MEMSIC加速度传感器的优势 加速度传感器的优势
MEMSIC 传感器中的质量块是气体。气态的质量块和 传感器中的质量块是气体。 传统的实体质量块相比具有很大的优势。 传统的实体质量块相比具有很大的优势。MEMSIC 的 器件不存在电容式传感器所存在的粘连、颗粒等问题， 器件不存在电容式传感器所存在的粘连、颗粒等问题， 同时能抵抗50000g 的冲击，这使得 的冲击，这使得MEMSIC 器件的次 同时能抵抗 品率和故障率很低，同时降低了产品的返修率。 品率和故障率很低，同时降低了产品的返修率。
五、MEMSIC加速度传感器 加速度传感器
MEMSIC 器件是基于单片 器件是基于单片CMOS 集成电路制造工艺 而生产出来的一个完整的双轴加速 度测量系统。就像其它加速度传感器有重力块一样， 度测量系统。就像其它加速度传感器有重力块一样， MEMSIC 器件是通过移动的热对流小 气团作为重力块。 气团作为重力块。器件通过测量由加速度引起的内 部温都的变化来测量加速度。 部温都的变化来测量加速度。
传感器课件(PPT)可修改全文
传感器
一传感器
1、有时被称为检测器、探测器或变换器
传感器：检测非电信号，并按一定规律使之转换 成电信号的器件或装置。
2、传感器结构
敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理
（1）热敏电阻 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
B、环境监控，火灾报警装置
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 （1）水位传感器 （2）负载传感器 （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 2、电冰箱中的传感器 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。
3、家用报警器
火警报警器、 测温度，测流体流量
C、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器
用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。
光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器
（2）磁敏感元件 对磁感应强度变化敏感
传感器的简单应用
二、常用传感器 1、温度传感器
A、热双金属片传感器
将膨胀系数差别大的不 同金属片焊接或轧制成 一体
工作原理：受热后，双金 属片产生变形
B、热电阻传感器
金属的电阻R与温度t的关系 R R0 (1 t)
选材要求：要求 值（温度系数）稳定不因为
一传感器
1、有时被称为检测器、探测器或变换器
传感器：检测非电信号，并按一定规律使之转换 成电信号的器件或装置。
2、传感器结构
敏感元件：对某些非电信号的改变很敏感的元器 件 处理电路：对敏感元器件输出电信号进行放大和 去干扰的电路 2、敏感元件的工作原理
（1）热敏电阻 电阻的阻值对温度的变化 很敏感
B、环境监控，火灾报警装置
三、生活中的传感器 1、洗衣机中的传感器 （1）水位传感器 （2）负载传感器 （3）水温传感器 （4）赃物程度传感器等等 2、电冰箱中的传感器 靠传感器进行：温度控制、除霜温度控制、 过热及过电流保护。
3、家用报警器
火警报警器、 测温度，测流体流量
C、热敏电阻传感器（半导体） 随温度升高而电阻减小的热敏电阻 随温度升高而电阻增大的热敏电阻 特殊热敏电阻：在某特定温度电阻聚聚变化
应用：测温度，温度控制、过热保护 2、光传感器
用受到光照时能产生电压（电流）的金属或 半导体材料制成。
光传感器的应用： A、自动水龙头、自动旋转门：红外线传感器
（2）磁敏感元件 对磁感应强度变化敏感
传感器的简单应用
二、常用传感器 1、温度传感器
A、热双金属片传感器
将膨胀系数差别大的不 同金属片焊接或轧制成 一体
工作原理：受热后，双金 属片产生变形
B、热电阻传感器
金属的电阻R与温度t的关系 R R0 (1 t)
选材要求：要求 值（温度系数）稳定不因为
无线传感器网络应用实例PPT课件
1
什么是无线传感器网络？
Internet、卫星或 移动通信网络等
任务管理中心
汇聚节点 监测区域
传感器节点
2
无线传感器网络的应用
地震监测 深海监控
生活习性监测
战场评估
传感器网络
医疗状况监控 精细农业
目标跟踪和检测
森林火灾监控
小区安全监控
3
精细农业 种植
智能家居
厂房设备及 环境监控Biblioteka 医院病房 电子巡检11
精细农业 种植
智能家居
厂房设备及 环境监控
医院病房 电子巡检
12
无线传感器网络应用举例—智能家居
监测节点
13
无线传感器网络应用举例—智能家居
穿戴具有感知设备衣服， 一旦发现人体状况异常时， 会向房间内的节点发出信 号
14
精细农业 种植
智能家居
厂房设备及 环境监控
医院病房 电子巡检
15
无线传感器网络应用举例—厂房设备及环境监控
16
无线传感器网络应用举例—厂房设备及环境监控
监控人员发现厂房设备 及环境有异常情况时， 通知相关负责人迅速到 达故障地点
17
汇报结束 欢迎指正
18
4
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
5
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
在病人身上安装带 有射频标签的微型 无线传感器，动态 感知病人信息。
6
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
病房外的医生 携带PDA等通 讯设施
7
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
得知病人病情后， 医生将通知值勤护 士或者急救人员前 往病房救助
8
什么是无线传感器网络？
Internet、卫星或 移动通信网络等
任务管理中心
汇聚节点 监测区域
传感器节点
2
无线传感器网络的应用
地震监测 深海监控
生活习性监测
战场评估
传感器网络
医疗状况监控 精细农业
目标跟踪和检测
森林火灾监控
小区安全监控
3
精细农业 种植
智能家居
厂房设备及 环境监控Biblioteka 医院病房 电子巡检11
精细农业 种植
智能家居
厂房设备及 环境监控
医院病房 电子巡检
12
无线传感器网络应用举例—智能家居
监测节点
13
无线传感器网络应用举例—智能家居
穿戴具有感知设备衣服， 一旦发现人体状况异常时， 会向房间内的节点发出信 号
14
精细农业 种植
智能家居
厂房设备及 环境监控
医院病房 电子巡检
15
无线传感器网络应用举例—厂房设备及环境监控
16
无线传感器网络应用举例—厂房设备及环境监控
监控人员发现厂房设备 及环境有异常情况时， 通知相关负责人迅速到 达故障地点
17
汇报结束 欢迎指正
18
4
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
5
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
在病人身上安装带 有射频标签的微型 无线传感器，动态 感知病人信息。
6
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
病房外的医生 携带PDA等通 讯设施
7
无线传感器网络应用举例—医院病房电子巡检
得知病人病情后， 医生将通知值勤护 士或者急救人员前 往病房救助
8
新型传感器原理及应用ppt课件
半导瓷材料的表面电阻下降。由此可见，不论是N型还是P型 半导瓷，其电阻率都随湿度的增加而下降。
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
5.1 气敏、湿敏传感器
2) 正特性湿敏半导瓷的导电原理 正特性材料的结构、电子能量状态与负特性材料有所不 同。当水分子附着在半导瓷的表面使电动势变负时，导 致其表面层电子浓度下降，但这还不足以使表面层的空 穴浓度增加到出现反型程度，此时仍以电子导电为主。 于是，表面电阻将由于电子浓度下降而加大，这类半导 瓷材料的表面电阻将随湿度的增加而加大。
5.1 气敏、湿敏传感器
2. 半导体陶瓷湿敏电阻
通常，用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷，这 些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系和Fe3O4等， 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，故称为负特性湿敏半导体陶瓷， 最后一种材料的电阻率随湿度增加而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷 (以下简称半导瓷)。
1—ZnO-LiO2-V2O5；2—Si-Na2OV2O5；3—TiO2-MgO-Cr2O3
Fe3O4半导瓷正湿敏特性图
5.1 气敏、湿敏传感器
1) 负特性湿敏半导瓷的导电原理
由于水分子中的氢原子具有很强的正电场，当水在半导瓷表面吸 附时，就有可能从半导瓷表面俘获电子，使半导瓷表面带负电。 如果该半导瓷是P型半导体，则由于水分子吸附使表面电动势下降， 将吸引更多的空穴到达其表面，于是，其表面层的电阻下降。若 该半导瓷为N型，则由于水分子的附着使表面电动势下降，如果表 面电动势下降较多，不仅使表面层的电子耗尽，同时吸引更多的 空穴达到表面层，有可能使到达表面层的空穴浓度大于电子浓度， 出现所谓表面反型层，这些空穴称为反型载流子。它们同样可以 在表面迁移而表现出电导特性。因此，由于水分子的吸附，使N型
传感器的应用 课件
图6－2－1
(3)电饭锅工作原理：用手按下开关通电加热， 开始煮饭，当锅内加热温度达到103 ℃时，铁氧 体失去铁磁性，与永久磁体失去吸引力，被弹簧 片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．
4．光传感器的应用——火灾报警器(如图6－2－2) (1)组成：光二极管LED、光电三极管和不透明的 挡板． (2)工作原理：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 阻减小．与传感器连接的电路检测出这种变化， 就会思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等) 转换为便于测量的电学量的器件．我们可以把传 感器的应用过程分为三个步骤： (1)信息采集 (2)信息加工、放大、传输 (3)利用所获得的信息执行某种操作．
2．分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、 磁、声等． (2)输出信号分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输 出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规 律．
Φb＝R3R＋t RtU，其中 U 为电源的路端电压，令 Φa ＝Φb，即 Uab＝0，则可得RR12＝RR3t，代入数据得 Rt ＝20 kΩ，查图表得对应的温度为 35 ℃，故本题选 项 C 正确．
【答案】 C 【规律总结】 本题利用热敏电阻为传感器，将 温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来 控制加热电器．正确的电路分析、计算及看懂热 敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类 习题的关键．
图6－2－8 【精讲精析】 这是一道以实际问题为背景的实验 题，显然无法通过迁移课本实验中的方法来解 决．但是题目给出了装置图，该图及题文中的相关 说明给我们一定提示，光束原来是连续的，是转动 的齿轮使光束变为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮 (或车轮)的转动有关，也就与速度和行程有关．
(3)电饭锅工作原理：用手按下开关通电加热， 开始煮饭，当锅内加热温度达到103 ℃时，铁氧 体失去铁磁性，与永久磁体失去吸引力，被弹簧 片弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．
4．光传感器的应用——火灾报警器(如图6－2－2) (1)组成：光二极管LED、光电三极管和不透明的 挡板． (2)工作原理：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 阻减小．与传感器连接的电路检测出这种变化， 就会思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等) 转换为便于测量的电学量的器件．我们可以把传 感器的应用过程分为三个步骤： (1)信息采集 (2)信息加工、放大、传输 (3)利用所获得的信息执行某种操作．
2．分析传感器问题要注意四点 (1)感受量分析 要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、 磁、声等． (2)输出信号分析 明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输 出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规 律．
Φb＝R3R＋t RtU，其中 U 为电源的路端电压，令 Φa ＝Φb，即 Uab＝0，则可得RR12＝RR3t，代入数据得 Rt ＝20 kΩ，查图表得对应的温度为 35 ℃，故本题选 项 C 正确．
【答案】 C 【规律总结】 本题利用热敏电阻为传感器，将 温度变化的信号转化为电信号，结合电子线路来 控制加热电器．正确的电路分析、计算及看懂热 敏电阻的电阻值随温度变化的曲线，是解决本类 习题的关键．
图6－2－8 【精讲精析】 这是一道以实际问题为背景的实验 题，显然无法通过迁移课本实验中的方法来解 决．但是题目给出了装置图，该图及题文中的相关 说明给我们一定提示，光束原来是连续的，是转动 的齿轮使光束变为脉冲，因此脉冲情况必定与齿轮 (或车轮)的转动有关，也就与速度和行程有关．
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10
0
10
∴ S=ma/2k
U=U0 Rx / R = U0 S / L =maU0 / 2kL =mU0 a / 2kL∝a
P U
U0
例题4：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、 潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。如图为应变式加速度计示意图， 当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件 由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感 元件下端的滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动 时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的 质量为m，两弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为E，内电阻不计， 滑动变阻器的总电阻为R，有效长度为L，静态时输出电压为U0。 试求加速度a与输出电压U的关系式。 ①滑动触头左右移动过程中， 电路中电流如何变化？ ②若车的加速度大小为a，则 两弹簧的形变量是多少？ ③求加速度a与输出电压U的 关系式
传感器的应用
力电传感器:主要是利用敏感元件和变 阻器把力学信号（位移、速度、加速度 等）转化为电学信号（电压、电流等） 的仪器。力电传感器广泛地应用于社会 生产、现代科技中，如安装在导弹、飞 机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统 及ABS防抱死制动系统等。
例1：某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该 转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为k）如图 所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为 0；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的 输出电压U。 现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻 器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器 的受压面上）。请完成对该物体的测量m。 （1）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使电压 的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。 （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量 m。 受压面 （3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
O O′
ω
A
U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l
∴U
P
B S C
例 7 ：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) m (1)若上顶板传感器的示数是下底板 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？
D 物体M不动时，电压表没有示数
例6: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。 解：设弹簧伸长x , 则 ∴ x= m ω2 l ／ ( k-m ω2 ) 设滑动变阻器单位长度 的电阻为r1
输入 ＋ 力电转换器 － 输出 ＋ －
(1) 设计电路如图
(2) 测量步骤与结果:①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为 零,②将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,③将待测物放在转换 器上,记下输出电压U 由U0=km0g,得k=U0/m0g U=k m g,所以 m=m0U/U0
例题2：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原理 图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0 是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝 始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电 路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ （θ 与风力大小 有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左， OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源内电 阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ 角时，电流表的示数为I/ ，此时风力大小为F，试写出： R0 O A ①风力大小F与θ的关系式； 电 θ ②风力大小F与电流表示数I/ 的关系式。 源 B C ③此装置所测定的最大风力是多少？ D P
输出 信号 E
敏感 元件
R
例题5：（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 ) 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
例3(1)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 度方向按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 C．方向向左，大小为 2k S/m
P U
10
0
10
D. 方向向右，大小为 2k S/m
(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。 解：a=2kS/m
0
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∴ S=ma/2k
U=U0 Rx / R = U0 S / L =maU0 / 2kL =mU0 a / 2kL∝a
P U
U0
例题4：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、 潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。如图为应变式加速度计示意图， 当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件 由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感 元件下端的滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动 时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的 质量为m，两弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为E，内电阻不计， 滑动变阻器的总电阻为R，有效长度为L，静态时输出电压为U0。 试求加速度a与输出电压U的关系式。 ①滑动触头左右移动过程中， 电路中电流如何变化？ ②若车的加速度大小为a，则 两弹簧的形变量是多少？ ③求加速度a与输出电压U的 关系式
传感器的应用
力电传感器:主要是利用敏感元件和变 阻器把力学信号（位移、速度、加速度 等）转化为电学信号（电压、电流等） 的仪器。力电传感器广泛地应用于社会 生产、现代科技中，如安装在导弹、飞 机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统 及ABS防抱死制动系统等。
例1：某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该 转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为k）如图 所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为 0；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的 输出电压U。 现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻 器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器 的受压面上）。请完成对该物体的测量m。 （1）设计一个电路，要求力转换器的输入电压可调，并且使电压 的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。 （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量 m。 受压面 （3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
O O′
ω
A
U=IRx=Exr1 / l r1= Ex/ l
∴U
P
B S C
例 7 ：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) m (1)若上顶板传感器的示数是下底板 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？
D 物体M不动时，电压表没有示数
例6: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。 解：设弹簧伸长x , 则 ∴ x= m ω2 l ／ ( k-m ω2 ) 设滑动变阻器单位长度 的电阻为r1
输入 ＋ 力电转换器 － 输出 ＋ －
(1) 设计电路如图
(2) 测量步骤与结果:①调节滑动变阻器,使转换器的输出电压为 零,②将砝码放在转换器上,记下输出电压U0,③将待测物放在转换 器上,记下输出电压U 由U0=km0g,得k=U0/m0g U=k m g,所以 m=m0U/U0
例题2：（风力测定仪）如图所示为一种测定风作用力的仪器原理 图，图中P为金属球，悬挂在一细长裸金属丝下面，O是悬挂点，R0 是保护电阻，CD是水平放置的光滑电阻丝，与悬挂小球的细金属丝 始终保持良好接触，无风时细金属丝与电阻丝在C点接触，此时电 路中的电流为I，有风时细金属丝将偏转一角度θ （θ 与风力大小 有关），细金属丝与电阻丝在C/点接触，已知风力方向水平向左， OC=h，CD=L，球的质量为M，电阻丝单位长度的电阻为k，电源内电 阻和细金属丝电阻均不计，金属丝偏转θ 角时，电流表的示数为I/ ，此时风力大小为F，试写出： R0 O A ①风力大小F与θ的关系式； 电 θ ②风力大小F与电流表示数I/ 的关系式。 源 B C ③此装置所测定的最大风力是多少？ D P
输出 信号 E
敏感 元件
R
例题5：（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 ) 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
例3(1)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 度方向按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 C．方向向左，大小为 2k S/m
P U
10
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D. 方向向右，大小为 2k S/m
(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。 解：a=2kS/m