传感器原理及应用.ppt

传感器原理及应用二、常用传感器元器件工作原理
1．光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子少，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好.
光敏电阻能够把光照强弱这个非电学量转换为电阻这个电学量．
2．热敏电阻和金属热电阻：
热敏电阻分为负温度系数(NTC)(电阻率随温度升高而减小)
和正温度系数(PTC)(电阻率随温度升高而增大)
两种类型.常常用于温控或报警装置3．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．4．应变式力传感器：应变式力传感器是由金属梁和应变片组成的．应变片是一种敏感元件．弹簧钢制成的梁形元件一端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻变小.F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小.传感器把这两个电压的差值输出．力F越大，输出的电压差值也就越大.
应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．5．干簧管：普通干簧管有两个簧片，是用有弹性的软磁性材料制成的，它们密封在玻璃管中，成为一组常开型触点．管中充入惰性气体来防止触点被氧化．当磁体靠近(按一定方位)干簧管时，两个簧片被磁化而接通．
干簧管将磁场的变化转换成电路的通断.6．双金属片：双金属片巧妙地利用了不同金属热膨胀的差异．把膨胀系数不同的两种金属片黏合在一起，常温下是直的，当加热时，由于两种金属的膨胀程度不同，双金属片就会向膨胀程度小的金属片那一侧弯曲．7．感温铁氧体：电饭锅应用了一种特殊材料——感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”．三、传感器的分类
传感器可以根据其利用的元器件进行分类，如电容式传感器、电阻式传感器、电感式传感器等．也可以按其转换的信号来分类，一般可以分为：力电传感器、热电传感器、声电传感器、光电传感器等．1.声传感器应用——话筒
如图所示的是动圈式话筒的构造，是利用电磁感应现象制成的．电容式话筒的工作原理如图所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N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R两端就输出了与声音变化规律相同的电压．热传感器的应用——电熨斗的结构和工作原理
．电熨斗是利用双金属片温度传感器来控制电路的通断的．图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属．常温下，电熨斗的上下触点应当是接触的，当温度达到设定温度时，双金属片向下弯曲到一定程度，从而使触点分离，使电热丝停止加热．如果需要设定较高的温度，应调节调温旋钮，使升降螺丝下降一些，可使在更高的温度时，触点再分离．光传感器应用——机械式鼠标电阻式加速度传感器1.(单选)关于传感器，下列说法正确的是()
A．所有传感器都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的解析：有些传感器是利用半导体材料做成的，但有些不是，比如双金属片、电容式传感器等等，A项错误；金属导体的电阻随温度的升高而增加，利用这个特性可以制成温度传感器，B项正确；干簧管是能够感知磁场的传感器，C项错误；传感器是将非电学量转化为电学量的器件，不一定要感知电压，D项错误．2.(多选)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10－3－4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()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答案：AC3.(单选)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是()
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器4：唱卡拉OK用的话筒，内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是()
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是