传感器及其工作原理模板

1、第三章第三章传感器传感器 酒精含量测试仪 雷达测速仪 电子秤电子秤 红外耳温计 航空航天宇宙飞船 飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振 动测量；“阿波罗10”飞船对3295个参数进行检测，其中： 温度传感器559个 压力传感器140个 信号传感器501个 遥控传感器142个 专家说：整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体 视觉视觉 嗅觉嗅觉 听觉听觉 味觉味觉 触觉触觉 光传感器光传感器 湿度传感器湿度传感器 气体传感器气体传感器 声音传感器声音传感器 味传感器味传感器 温度传感器温度传感器 压力传感器压力传感器 人获取外界信息 机械自动化设备获取外界信息 一一 传感器：传感器：

2、 转换电路 物理信息 化学信息 生物信息 电信号 敏感元件 传感器 传感器是指这样一类元件：传感器是指这样一类元件： 它能够感知诸如它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分力、温度、光、声、化学成分 等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成 电压、电流电压、电流等电学量，或转化为等电学量，或转化为电路的通断电路的通断。 2.2.传感器的作用传感器的作用 Text 测量、传输、处理和控制 3 3、传感器的组成、传感器的组成 敏感元件处理电路非电信息电信息 敏感元件敏感元件是直接感受被测量，是直接感受被测量， 并将这些信息变换成并将这些信息变换成易易 于测量

3、于测量的物理量的物理量，形成电信号，形成电信号 处理电路处理电路能把微小的信号进行放大能把微小的信号进行放大，并除去干扰信号，并除去干扰信号， 使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处 理和控制的理和控制的电学量电学量 二、敏感元件的原理二、敏感元件的原理 1敏感元件就其感知外界信息的原理可分为三类： (1)物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应 (2)化学类：基于化学反应原理 (3)生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能 光敏传感器 声敏传感器 灯 声 音 光 线 控 制 电 路 延 时 电 路 特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而

4、_， 具有负温度系数 减小 热敏电阻用热敏电阻用半导体半导体材料制成，具有电阻随温度材料制成，具有电阻随温度灵敏变灵敏变 化的特性，可以实现对温度的测量化的特性，可以实现对温度的测量 敏感元件 铂电阻 2、光敏电阻（光电传感器） 光敏电阻的工作原理 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这 个电学量。个电学量。 干簧管是一种能感知磁场的敏感元件， 例例1.1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中 R R1 1为光敏电阻，为光敏电阻，R R2 2为定值电阻此光电计数器的基为定值电阻此光电计数器的基 本

5、工作原理是（本工作原理是（ ） A A当有光照射当有光照射R R1 1时，信号处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压 B B当有光照射当有光照射R R1 1时，信号处理系统获得低电压时，信号处理系统获得低电压 C C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 DD信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 A R1 R2 信号 处理 系统 例例2 2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三 只元件分别接入如图所示电路中只元件分别接入如图所示电路中A A、B B两点两点 后，用黑纸包住元件置入热

6、水中，观察欧后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧 姆表的示数，下列说法正确的是（姆表的示数，下列说法正确的是（ ） AB A.A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较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大，这只元件一定是热敏电阻 B.B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，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这只元件一定是定值电阻 C.C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变用黑纸包住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化较大，这只元件一定是光敏电阻 D.D

7、.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相用黑纸包住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同，这只元件一定是定值电阻 例题3如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为 光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ） A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大 定片 动片 电介质 金属芯线 导电液体 待测压力F 固定电极 可动电极 x 极板 极板 电介质 示意图 被测物体被测物体 x 电容器极板电容器极板 电介质板电介质板 待测压力F 固定电极 膜片电 极 例例4 4传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测传感器是一种采集信号

8、的重要器件，如图是一种测 定压力的电容式传感器，当待测压力定压力的电容式传感器，当待测压力F F作用于可动膜片作用于可动膜片 产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计 和电源串联接成闭合电路，那么（和电源串联接成闭合电路，那么（ ） A A当当F F向上压膜片电极时，电容将减小向上压膜片电极时，电容将减小 B B当当F F向上压膜片电极时，电容将增大向上压膜片电极时，电容将增大 C C若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F发生变化发生变化 D D若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F不发生变化不发生变化 BC AB

9、C 1 1如图所示，如图所示，R R1 1、R R2 2为定值电阻，为定值电阻，L L为小灯泡，为小灯泡，R R3 3为为 光敏电阻，当光照射到光敏电阻，当光照射到R R3 3上的光强度增大时上的光强度增大时( () ) A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大 2如图所示，将多用电表的选择开关置于电阻挡， 再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rt的两端相 连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透 光的黑纸将Rt包裹起来，表针将向_(选 填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射Rt，表 针将向_(选填“左”或“右”)转动 左 右 3如图所示，R1为定值电阻，R

10、2为负温度系数的热敏电阻，当 温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时() AR1两端的电压增大 B电流表的示数增大 C小灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱 C 4 4如图所示，将万用表的选择开关置于如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆欧姆”挡，再将挡，再将 电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RtRt的两端相连，的两端相连， 这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往RtRt上擦一些酒上擦一些酒 精，表针将向精，表针将向_(_(填填“左左”或或“右右”) )移动；若用吹风移动；若用吹风 机将热风吹向电阻，表针将向机将热风吹

11、向电阻，表针将向_(_(填填“左左”或或“右右”) ) 移动移动 左 右 一、温度传感器 1、热双金属片温度传感器 （1）用来控制电路的通断。 （2）原理：不同金属的膨胀系数不同，将两种膨胀 系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体后， 温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属 片受热变形 2、热电阻传感器 用金属丝制作的感温电阻叫热电阻。 电阻与温度的关系：RR0（1t） 作用：测温，测流量。 原理：金属丝的电阻随温度的升高而增大 3 3、热敏电阻传感器、热敏电阻传感器 （1）NTC热敏电阻 电阻随温度升高而减小（一般所说热电阻 都是此类） （2）PTC热敏电阻 电阻随温度升高而增大。

12、作用：测温、温度控制或过热保护 二、光传感器 定义：测量光信号的传感器 原理：有些金属或半导体材料，在电路 中受到光照时，可以产生电流或电压， 实现光信号向电信号的转化。 应用：光电门 非接触式自动水龙头 光电式烟尘浓度计 光电式转速表 光控门.rm 非接触式自动水龙头非接触式自动水龙头 干簧管是一种能感知磁场的敏感元件， 例例1.1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中 R R1 1为光敏电阻，为光敏电阻，R R2 2为定值电阻此光电计数器的基为定值电阻此光电计数器的基 本工作原理是（本工作原理是（ ） A A当有光照射当有光照射R R1 1时

13、，信号处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压 B B当有光照射当有光照射R R1 1时，信号处理系统获得低电压时，信号处理系统获得低电压 C C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 DD信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 A R1 R2 信号 处理 系统 例例2 2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三 只元件分别接入如图所示电路中只元件分别接入如图所示电路中A A、B B两点两点 后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧 姆表的示数，下列说法正确的是（姆表的示数，下列说法正确的是（ ） AB A.A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较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大，这只元件一定是热敏电阻 B.B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，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这只元件一定是定值电阻 C.C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件