传感器复习内容PPT课件.ppt

1知识回顾霍尔元件霍尔元件:磁感应强度磁感应强度非电学量非电学量电学量电学量光敏电阻：光强光敏电阻：光强热敏电阻热敏电阻:温度温度电阻电阻电阻电阻电压电压2传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式3芝麻开门红外线红外线传感器传感器干手器指纹识别器4数字游标卡尺数字风速仪数字式测振表热敏式传感器56一、力传感器的应用一、力传感器的应用-电子秤电子秤7原理分析：原理分析：力力电阻变化电阻变化电压电压形变形变应变片的作用应变片的作用当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。结构：结构：应变式传感器由应变式传感器由弹性元件弹性元件上粘贴上粘贴电阻应变片电阻应变片构成构成应用：应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量8二力传感器的应用二力传感器的应用电子秤电子秤（1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？（3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？（2）简述力传感器的工作原理。装置：力传感器装置：力传感器装置：力传感器装置：力传感器 元件：金属梁和应变片元件：金属梁和应变片元件：金属梁和应变片元件：金属梁和应变片两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的电压差变化两个应变片的电压差变化两个应变片的电压差变化两个应变片的电压差变化 形变形变形变形变 电压电压电压电压 9练习练习1.1.关于电子秤中应变式力传感器的说关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是法正确的是 （）A.A.应变片是由多用半导体材料制成应变片是由多用半导体材料制成B.B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大反当应变片的表面拉伸时，其电阻变大反之，变小之，变小C.C.传感器输出的是应变片上的电压传感器输出的是应变片上的电压D.D.外力越大，输出的电压差值也越大外力越大，输出的电压差值也越大10二、声传感器的应用二、声传感器的应用-话筒话筒1、动圈式话筒、动圈式话筒工作原理工作原理：电磁感应现象电磁感应现象声信号声信号电流信号电流信号NSN112、电容式话筒、电容式话筒声声电容变化电容变化电压电压工作原理：工作原理：利用电容器充放电形成的充放电电流利用电容器充放电形成的充放电电流 123、驻极体话筒工作原理：由内部的驻极体塑料膜感受声波，原理与电容式话筒类似人们通常将话筒用于讲话、演唱和录音，并不把它当作传感器看待。真正作为测量应用的一个实例是在噪声升级上，作为控制用的一个实例是在声控楼道灯的电路中后者使用的是驻极体话筒。13三、三、温度传感器温度传感器的应用的应用-电熨斗电熨斗（1）常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，）常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？双金属片将怎样起作用？思考与讨论思考与讨论（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？何使用调温旋钮来实现的？电熨斗的结构：14温度温度传传感器可以将温度信号感器可以将温度信号转转化化为为，可由，可由指指针针式式仪仪表或数字式表或数字式仪仪表表显显示出来，从而构成指示出来，从而构成指针针式式温度温度计计或数字式温度或数字式温度计计。测测温温仪仪中的中的测测温元件可以是温元件可以是_、_、_等，等，还还可以是可以是_等。由于等。由于电电信号可以信号可以输输送，因送，因此此应应用温度用温度传传感器可以感器可以实现远实现远距离距离读读取温度的数取温度的数值值。温温度度传传感感器器可可以以把把温温度度转转换换为为电电信信号号。测测温温元元件件可可以以是是热热敏电阻、金属热电阻、热电偶，还可以是红外线敏感元件等。敏电阻、金属热电阻、热电偶，还可以是红外线敏感元件等。电电信信号号可可以以远远距距离离输输送送，因因而而温温度度传传感感器器可可以以远远距距离离读读取取温度。温度。15光传感器的应用光传感器的应用鼠标器鼠标器16鼠鼠标标中中的的红红外外接接收收管管就就是是光光传传感感器器。鼠鼠标标移移动动时时，滚滚球球带带动动 x、y 方方向向两两个个码码盘盘转转动动，红红外外管管接接收收到到一一个个个个红红外外线线脉脉冲冲。计计算算机机分分别别统统计计 x、y 两两个个方方向向上上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。甲图2乙丙17 利用烟雾对光的散利用烟雾对光的散射来工作的火灾报射来工作的火灾报警器为例，简述其警器为例，简述其工作原理工作原理 光传感器的应用光传感器的应用火灾报警器火灾报警器18烟烟雾雾式火灾式火灾报报警器的警器的实实物物见图见图，烟，烟雾雾作上升运作上升运动动的，到达的，到达天花底下天花底下，烟感，烟感报报警器通警器通过过烟烟发现发现火灾，所以烟火灾，所以烟雾雾式火灾式火灾报报警器安装在警器安装在天花板天花板上。上。烟烟雾雾式火灾式火灾报报警器的核心部件是一个警器的核心部件是一个光光传传感器感器，它可以用，它可以用来来测测量烟的量烟的浓浓度的，度的，该该装置装置设计设计的的时时候，光束是偏离感候，光束是偏离感应应器的，当烟器的，当烟雾进雾进入到感入到感应应室后，烟室后，烟雾雾粒子会将部分光束散粒子会将部分光束散射射 到感到感应应器上，当烟器上，当烟雾雾的的浓浓度逐度逐渐渐加大加大时时，就会有更多的光，就会有更多的光束被束被散射散射到感到感应应器上，当到达器上，当到达传传感器的光束达到一定的程感器的光束达到一定的程度，蜂度，蜂鸣鸣器就会器就会发发出出报报警信号。警信号。19下列器件是下列器件是应应用光用光传传感器的是感器的是（）A鼠鼠标标器器B火灾火灾报报警器警器C测测温温仪仪 D电电子称子称例题分析例题分析20 热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机、电原理制成的，如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等。饭煲等）的温度控制、火警报警器、恒温箱等。例例题题：如如图图是是一一火火警警报报警警的的一一部部分分电电路路示示意意图图。其其中中R2 为为用用半半导导体体热热敏敏材材料料制制成成的的传传感感器器，电电流流表表为为值值班班室室的的显显示示器器，a、b之之间间接接报报警警器器。当当传传感感器器 R2 所所在在处处出出现现火火情情时时，显显示示器器的的电电流流I、报警器两端的电压报警器两端的电压U 的变化情况是（的变化情况是（）A.I 变大，变大，U 变大变大 B.I 变小，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R2R3AabEr 解：解：出现火情时温度升高，出现火情时温度升高，R2 减小，减小，R总总减小，减小，I总总增大，增大，Uab减小，减小，U并并减小，减小，IA减小，减小，B21 五、传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用。五、传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用。如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器10演示位移传感器的工作原理如右图示，物体演示位移传感器的工作原理如右图示，物体M在导轨上在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p，通过电压表显示的数，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小据，来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想的，则下列。假设电压表是理想的，则下列说法正确的是说法正确的是 （）A物体物体M运动时，电源内的电流会发生变化运动时，电源内的电流会发生变化B物体物体M运动时，电压表的示数会发生变化运动时，电压表的示数会发生变化C物体物体M不动时，电路中没有电流不动时，电路中没有电流D物体物体M不动时，电压表没有示数不动时，电压表没有示数03年上海理综年上海理综10B22 12用用遥遥控控器器调调换换电电视视机机频频道道的的过过程程，实实际际上上就就是是传传感感器器把把光光信信号号转转化化为为电电信信号号的的过过程程。下下列列属属于于这类传感器的是这类传感器的是（）A红外报警装置红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置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电饭煲中控制加热和保温的温控器03年上海理综年上海理综12A23 如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，如图示，将一光敏电阻连入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于将多用电表的选择开关置于档，用光照射光敏电阻档，用光照射光敏电阻时表针的偏角为时表针的偏角为，现用手掌挡住部分光线，表针的现用手掌挡住部分光线，表针的偏角变为偏角变为，则可判断，则可判断 （）A.=B.D.不能确定不能确定和和 的关系的关系B24电容传感器电容传感器 电电容容器器的的电电容容C决决定定于于极极板板的的正正对对面面积积S、极极板板间间距距离离d以以及及极极板板间间的的电电介介质质这这几几个个因因素素。如如果果某某一一物物理理量量（如如角角度度、位位移移、深深度度等等）的的变变化化能能引引起起上上述述某某个个因因素素的的变变化化，从从而而引引起起电电容容的的变变化化，则则通通过过测测定定电电容容器器的的电电容容就就可可以以确确定定上上述述物物理理量量的的变变化化，起起这这种种作用的电容器称为电容式传感器。作用的电容器称为电容式传感器。定片定片动片动片极板极板电介质电介质固定电极固定电极可动电极可动电极 题题目目：随随着着生生活活质质量量的的提提高高，自自动动干干手手机机已已进进入入家家庭庭，洗洗手手后后，将将湿湿手手靠靠近近自自动动干干手手机机，机机内内的的传传感感器器便便驱驱动动电电热热器器加加热热，有有热热空空气气从从机机内内喷喷出出，将将湿湿手手烘烘干干。手手靠靠近近干干手手机机能能使使传传感感器器工工作作，是是因因为为 （）A.改变了湿度改变了湿度 B.改变了温度改变了温度 C.改变了磁场改变了磁场 D.改变了电容改变了电容C25例例1：用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个有力敏电阻组成的压力传感器后壁上各安装一个有力敏电阻组成的压力传感器.用两用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.02.0的滑块，滑块可的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a a、b b上其上其压力大小可以直接从传感器的液晶显示屏上读出压力大小可以直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将现将装置沿运动方向固定在汽车上装置沿运动方向固定在汽车上,传感器传感器b b在前在前,a,a在后在后.汽汽车静止时车静止时,传感器传感器a a、b b的示数均为的示数均为10N10N。(1)(1)若传感器若传感器a a示数为示数为14N14N，b b的示数为的示数为6.0N,6.0N,求此时汽车的求此时汽车的加速度和方向加速度和方向?(2)(2)当汽车一怎样的加速度运动时当汽车一怎样的加速度运动时,传感器传感器a a的示数为零？的示数为零？26解：解：（1）以滑块为研究对象，则：(1)若传感器若传感器a示数为示数为14N，b的示数为的示数为6.0N,求此时汽车的加速度和方向求此时汽车的加速度和方向?27解：解：(2)当汽车一怎样的加速度运动时当汽车一怎样的加速度运动时,传感器传感器a的示数为零？的示数为零？28例例2：唱卡拉：唱卡拉OK用的话筒用的话筒,内有传感器内有传感器,其中有一种其中有一种是动圈式的是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接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一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中线圈处于永磁体的磁场中,当当声波使膜片前后振动时声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信就将声音信号转变为电信号号.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.膜片振动时膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变穿过金属线圈的磁通量不变 D.膜片振动时膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势金属线圈中不会产生感应电动势B29例例3：电容式话筒的保真度比动圈式话筒好：电容式话筒的保真度比动圈式话筒好,其其工作原理如图所示工作原理如图所示,Q是绝缘支架是绝缘支架,M是薄金属膜是薄金属膜和固定电极和固定电极N形成一个电容器形成一个电容器,被直流电源充电被直流电源充电,当声波使膜片振动时当声波使膜片振动时,电容发生变化电容发生变化,电路中形成电路中形成变化的电流变化的电流,当膜片向右运动的过程中有当膜片向右运动的过程中有 A.电容变大电容变大 B.电容变小电容变小 C.导线导线AB中有向左的电流中有向左的电流 D.导线导线AB中有向右的电流中有向右的电流301.采用阻值为120灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1和1000 u时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。2.采用阻值R=120灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。当应变片应变为1000 u时，若要使输出电压大于10mV，则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？3.如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V，R3=R4=100，R1和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为50，灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000 u，试求此时电桥输出端电压U0。311 1光电效应有哪几种光电效应有哪几种?与之对应的光电元件各有哪与之对应的光电元件各有哪些些?2 2常用的半导体光电元件有哪些常用的半导体光电元件有哪些?它们的电路符号它们的电路符号如何如何?3 3试述光敏二极管和光敏三极管的工作原理，画出试述光敏二极管和光敏三极管的工作原理，画出测量电路。测量电路。4 4试述光敏电阻的主要参数。试述光敏电阻的主要参数。5.5.简述以下测量电路的工作原理简述以下测量电路的工作原理32温度传感器应用温度传感器应用1、热电阻温度计的测温原理是什么？、热电阻温度计的测温原理是什么？2、什么是接触电动势和温差电动势？简述热、什么是接触电动势和温差电动势？简述热电偶的工作原理。电偶的工作原理。3、简述热电偶的基本定律。、简述热电偶的基本定律。4、简述热电偶冷端补偿电桥的工作原理、简述热电偶冷端补偿电桥的工作原理5、非接触式测温方法有哪些？简述其工作原、非接触式测温方法有哪些？简述其工作原理。理。3314.已知分度号为S的热电偶冷端温度为35C，现测得热电势为11.710mV，求热端温度为多少度？15.铂电阻温度计在100C时电阻值为139，当它与热的气体接触时，电阻值增至281，试确定气体的温度。设0C时的电阻值为100。16.将一只铬镍康铜热电偶与电压表相连，电压表接线端是50C，弱电位计上读数是60Mv，问热电偶热端温度是多少？该热电偶的灵敏度为0.08mV/C。345.热电偶冷端电桥补偿电路中，当冷端温度变化时，由电桥提供一个随冷端温度的附加电动势，使热电偶回路的输出冷端温度的变化而改变，达到自动补偿的目的。6.热电偶中热电势由（）组成。A、感应电动势B、温差电动势C、接触电动势D、切割电动势7.工程（工业）中，热电偶冷端处理方法有（）A、热电动势修正法B、温度修正法C、0恒温法D、冷端延长法3513.现用一只镍铬镍硅热电偶测某换热器内温度，其冷端温度为30C，而显示仪表机械零位为0C，这时指示值为400C，若认为换热器内的温度为430C，对不对？为什么？正确值为多少？E（30，0）=1.203mV镍铬镍硅热电偶分度表工作端温度C400410420430440热电动势mV16.39516.81817.24117.66418.0883614.已已知知分分度度号号为为S的的热热电电偶偶冷冷端端温温度度为为35C，现现测测得得热热电电势势为为11.710mV，求求热端温度为多少度？热端温度为多少度？1.热电动势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的_电动势，另一部分是单一导体的_电动势。2.热电偶产生热电势必须具备的基本条件是1、2。3.热电偶中热电势的大小仅与的性质、有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关37霍尔传感器霍尔传感器1.什么是霍尔效应？什么是霍尔效应？2.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍尔元件？成霍尔元件？3.为什么霍尔元件一般采用为什么霍尔元件一般采用N型半导体材型半导体材料？料？4 什么是霍尔元件的温度特性？如何进行什么是霍尔元件的温度特性？如何进行补偿？补偿？5.集成霍尔传感器有什么特点？集成霍尔传感器有什么特点？3839