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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第一節(jié) 傳感器及其工作原理,自動門,引入新課,自動干手機,酒精含量測試儀,雷達測速儀,電子秤,紅外耳溫計,航空航天宇宙飛船,飛行的速度、加速度、位置、姿態(tài)、溫度、氣壓、磁場、振動測量；,“,阿波羅,10,”,飛船對,3295,個參數(shù)進行檢測，其中：,溫度傳感器,559,個 壓力傳感器,140,個,信號傳感器,501,個 遙控傳感器,142,個,專家說：,整個宇宙飛船就是高性能傳感器的集合體,什么是傳感器,？,干簧管,防盜報警器,原理：,當(dāng)磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開關(guān)的作

2、用,電 梯 選層控制,電 話 折疊式手機的開關(guān),有線電話聽筒拿離時的開關(guān)控制,微波爐 爐門的開關(guān)控制,冰 箱 門的開關(guān)控制,煤氣表 流量控制,汽 車 安全氣囊的開關(guān)控制,天窗,/,車窗 開關(guān)控制,安全帶的扣妥,/,松拖警示,應(yīng)用對象,功 能,干簧管的應(yīng)用,一種防盜門報警電路,干簧管,視覺,嗅覺,聽覺,味覺,觸覺,光傳感器,濕度傳感器,氣體傳感器,聲音傳感器,味傳感器,溫度傳感器,壓力傳感器,人獲取外界信息,機械自動化設(shè)備獲取外界信息,1.,傳感器的定義：,轉(zhuǎn)換電路,物理信息,化學(xué)信息,生物信息,電信號,敏感元件,傳感器,傳感器是指這樣一類元件：,它能夠感知諸如,力、溫度、光、聲、化學(xué)成分,等非

3、電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成,電壓、電流,等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為,電路的通斷,。,傳感器,非電學(xué)量,傳感器,電學(xué)量,2.,傳感器的作用,Text,聲音等,磁場,溫度,受力,電容等,電阻,電壓,電流,測量、傳輸、處理和控制,離子感煙器,明火探測器,溫度傳感器,光電傳感器,濕度傳感器,機油壓力傳感器,超聲波傳感器,風(fēng)速傳感器,全自動血壓機,自動旋轉(zhuǎn)門,走廊聲控?zé)舻墓ぷ髟?光敏傳感器,聲敏傳感器,燈,聲音,光線,控,制,電,路,延,時,電,路,聲音,光線,制作傳感器常用的敏感元件,特性：,光敏電阻對光敏感。當(dāng)改變光照強度時，電阻的大小也隨著改變。一般會隨著光照強度的,增大,而電阻值,減小,。,

4、1,、光敏電阻,光敏電阻的工作原理,光敏電阻能夠把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量。,硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，,無光照時，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強，載流子也增多，導(dǎo)電性變好,例,1.,如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中,R,1,為光敏電阻，,R,2,為定值電阻此光電計數(shù)器的基本工作原理是（）,A,當(dāng)有光照射,R,1,時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓,B,當(dāng)有光照射,R,1,時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓,C,信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次,D,信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次,A,R,1,R,2,信號處理系統(tǒng),BD,特性：,熱敏電阻的阻值會隨著溫度的,升高,而

5、,_,，具有負溫度系數(shù),減小,2,、熱敏電阻,鉑電阻,金屬熱電阻,例,2,、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中,A,、,B,兩點后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（）,A,B,A.,置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻,B.,置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻,C.,用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻,D.,用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻,AC,（,1,）測定角度,（,2,）測定液面高

6、度,h,（,3,）測定壓力,F,（,4,）測定位移,x,定片,動片,電介質(zhì),金屬芯線,導(dǎo)電液體,待測壓力,F,固定電極,可動電極,x,極板,極板,電介質(zhì),3,、電容式傳感器,電容式位移傳感器,電容式位移傳感器把力學(xué)量（位移）轉(zhuǎn)換為電學(xué)量（電容）。,示意圖,被測物體,x,電容器極板,電介質(zhì)板,待測壓力,F,固定電極,膜片電極,例,3,傳感器是一種采集信號的重要器件，如圖是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力,F,作用于可動膜片產(chǎn)生變形，引起電容的變化，若將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么（）,A,當(dāng),F,向上壓膜片電極時，電容將減小,B,當(dāng),F,向上壓膜片電極時，電容將增大,C,

7、若電流計有示數(shù)，則壓力,F,發(fā)生變化,D,若電流計有示數(shù)，則壓力,F,不發(fā)生變化,BC,制作傳感器常用的敏感元件,在一個很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作,4,個電極，就成了一個霍爾元件。,C,D,F,B,E,I,U,H,霍爾元件工作原理圖,4,、霍爾元件,霍爾效應(yīng),當(dāng)電場力增大到與洛倫茲力相等時，內(nèi)外側(cè)端面,間就形成一個穩(wěn)定的電場，此時兩端面形成一個穩(wěn)定,的電壓,U,H,。這種現(xiàn)象稱為,霍爾效應(yīng),，這個電壓叫做,霍,爾電壓,可以證明，霍爾電壓,U,H,：,d,薄片的厚度,k,霍爾系數(shù),霍爾元件,把,磁感應(yīng)強度,這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為,電壓,這個電學(xué)量,載流子在洛倫茲力作用下側(cè)移，兩個側(cè)面出現(xiàn)電勢差,.,當(dāng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時,洛侖茲力與電場力平衡,電流的微觀表達式,例,3,、如圖所示，有電流,I,流過長方體金屬塊，金屬塊寬度為,d,，高為,b,，有一磁感應(yīng)強度為,B,的勻強磁場垂直于紙面向里，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為,n,，試問金屬塊上、下表面哪面電勢高？電勢差是多少？,下表面,1,、傳感器的概念,小 結(jié),2,、傳感器的工作原理：,3,、敏感元件：,（,1,）光敏電阻 （光電傳感器）,（,2,）熱敏電阻和熱電阻（溫度傳感器）,（,3,）電容式傳感器（位移傳感器）,（,4,）霍爾元件（磁傳感器）,非電學(xué)量,敏感元件,轉(zhuǎn)換器件,轉(zhuǎn)換電路,電學(xué)量,