常用电子元器件检测与应用12传感器课件

1、常用电子元器 检测与应用项目十二 传感器传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官，它能将被测非电量信号转换为与之有确定对应关系电量输出。传感器是电子产品获取外界环境信息的主要途径与手段。传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。从茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。图12-1到图12-7所示是传感器在现实生活中的典型应用。 漫反射型光电开关 烟雾报警器实物图

2、任务一 各种传感器的识别与测量工作任务：1.识别不同类别的传感器2.测量各种传感器3.提交一份测量报告工作指引：准备元器件元件名称元件标号规格数量热释传感器V1RE200B1温度传感器V218B201湿敏传感器V3HX-HR-1001气敏传感器V4QM-N51光敏传感器V5TBCB301压力传感器V61霍尔V749E3121热释传感器 气敏传感器 湿敏传感器 光敏二极管 光电开关器 霍尔传感器 压力传感器 2准备工具、仪表与耗材 1）数字万用表 2）指针式万用表（MF47型）3）通用示波器4）插接线若干工作步骤：步骤一：认识“各种传感器的外形及引脚” 1. 热释传感器 RE200B热释传感器外

3、形及引脚 菲涅尔镜片 热释传感器一般为三条引脚。端接电源正极，端接电源负极，端为信号输出，使用时，需要在传感器的外部罩上菲涅尔镜片（见图12-16），菲涅尔镜片是红外线探头的“眼镜”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的功效，配用不当产生误动作和漏动作，致使用户或者开发者对其失去信心。配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。起两个作用：聚焦和分出探测区的若干个明暗区，增强传感器的灵敏度。 经常与传感器信号处理集成电路BISS0001配套使用。2. 温度传感器（1）数字温度传感器（DS18B20）DS18B20是新型的数字温度传感器，是DALLAS公司生产的1Wire，

4、即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 1脚GND：电源地端 2脚DQ：数字信号输入输出端 3脚VDD：外接供电电源输入端 DS18B20产品的特点： 只要求一个端口即可实现通信。 在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。 测量温度范围在55。C到125。C之间。 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。 内部有温度上、下限告警设置。（2）LM35LM35为电压变化型温度传感器，其输出电压同摄氏温度呈线性关系，其转换公式如下：Vout

5、=10mv/*T0时输出为0V，每升高1，输出电压升高10mV，在常温下不需要校准处理即可达到1/4的准确率，其外形引脚如图1218所示。 TO-92封装 TO-220封装 DIP封装 3. 气敏传感器：QM-N5共有6个引脚，如图12-18所示。使用时通常将其中两对引脚短接到一起，f与f需要加+5V的加热电源。外界环境无敏感气体时，A和B两端的阻值非常大，当外界有敏感气体时，A和B两端的阻值迅速减小。 QM-N5引脚图 QM-N5外形及内部结构图 图12-20所示为旁热式气敏传感器QM-N5的外形图与引脚图。QM-N5是常用的一种气体传感器，适用于天然气、煤气、氢气、烷类气体、烯类气体、汽油

6、、煤油、乙炔、氨气、烟雾等的检测，属于N型半导体元件。灵敏度较高，稳定性较好，响应和恢复时间短，市场上应用广泛 4.霍尔传感器霍尔元件的封装及引脚图 霍尔开关集成传感器是利用霍耳效应与集成电路技术结合而制成的一种磁敏传感器，它能感知一切与磁信息有关的物理量，并以开关信号形式输出。霍耳开关集成传感器具有使用寿命长、无触点磨损、无火花干扰、无转换抖动、工作频率高、温度特性好、能适应恶劣环境等优点。TO-92封装的霍尔元件有三个引脚，1脚：电源+；2脚：接地；3脚：输出。 5. 红外发射接收二极管（1）红外发射二极管（参见项目5）（2）红外接收二极管（参见项目5）（3）红外发射接收组件 红外发射接收

7、组件实物 引脚图 （1）发射器：红外线发射器的功能是发射窄光谱的红外射线，该器件是典型的二极管简单结构，当电流通过时就发射红外光；（2） 接收器件：能够接收并相应红外射线，其结构为红外二极管或者红外三极管，经常与红外线滤波器配合使用，减少可见光和其他光源的影响；（3）光电开关器（如图12-23所示）：由一个发射器和接收器组成，被封装在同一个壳内，两个元件在同一个轴线上相对安装，如果有物体使光电开关的光束发生变化，便会引发系统做出相应的响应。（4）光电反射器件：也是有一个发射器和接收器组成，封装在同一个壳内，两个元件放在同一个平面上，彼此紧靠，不像光电开关相对安装。发射器中的红外线光射到目标靶上

8、，再有目标靶发射到接收器上，从而引发系统的动作。 6.光敏电阻（参见项目1）7. 超声波传感器：超声波传感器发射接收头 超声发射器 超声接收器 超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。 压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，这种传感器统称为压电式超声波探头。它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波，可作为发射探头； 而正压电效应是将超声振动波转换成电信号，可作为接收探头。图12-25为超声发射和接收器内部结构示意图。 还有一类收发一体的超声波传感器，可以不分发射和接收混用 任务二：超声波测距

9、工作任务：1.识别“超声波测距电路”的电路功能2.测量电路各引脚的电位和波形3.提交一份测量报告工作指引：1准备元器件产品模块配置（1）EDM001-MCS51单片机主机（2）EDM111-超声波发射接收模块（3）EDM605-四位数码管显示模块（4）EDM314 5V, 12V直流电源模块（5）EDM315 变压器EDM111-超声波发射接收模块 2准备工具、仪表与耗材 （1）数字万用表 （2）指针式万用表（MF47型）（3）通用示波器（4）插接线若干工作步骤： 步骤一：熟悉“超声波测距”电路图功能描述：基于单片机控制的超声波自动测距系统。利用超声波传输距离与时间的关系，采用单片机进行控制及

10、数据处理，能精确测量两点间距离的超声波测距系统。步骤二：利用亚龙模块连接电路，观察输出现象。1. 各模块都连接电源5V,GND.2. EDM001-MCS51单片机主机与EDM111-超声波发射接收模块接线部分: P3.0接transmit, P3.2接receive3. EDM001-MCS51单片机主机与EDM605-四位数码管显示模块接线部分： P0.0P0.7接ADp, P2.1P2.4接DS1DS4步骤三：加电观察效果实验步骤及调试：1. 用示波器测试EDM111-超声波发射接收模块transmit是否为40kHZ的方波。2. 用手或是书本遮挡在超声波探头前方，然后用示波器测试EDM

11、111-超声波发射接收模块receive端是否有很明显的脉冲形成，如果有，说明超声波接收探头有接收到超声波信号。3. 整体调试：测量范围20cm180cm,如果测量距离不足100cm,查看超声波收发探头是否紧贴线路板，焊接时探头应与线路板有一定的间隙。步骤四：测量各测试点的电位及波形 任务三：酒精测试仪工作任务1.识别“酒精测试仪”的电路功能2.测量电路各引脚的电位和波形 3.提交一份测量报告工作指引：1准备元器件 产品模块配置 1)EDM-314-12V，5V直流电源模块。 2)EDM-315-变压器。 3)EDM002-AVR主机 4)EDM605-四位数码管显示 5)EDM108-酒精传

12、感器 6)EDM403-8位独立按键EDM108-酒精传感器 2. 准备工具、仪表与耗材 1）数字万用表 2）指针式万用表（MF47型） 3）通用示波器 4）插接线若干工作步骤步骤一：熟悉“酒精测试仪”电路图功能描述: 通过酒精传感器，对酒精含量进行测量，AVR对其输出信号进行AD转换、处理，再送数码管显示其量的变化。EDM108-酒精传感器对酒精含量进行测量，模拟量输出。AVR主机采样、处理，送显。数码管显示酒精含量。 步骤二：利用亚龙模块连接电路，观察输出现象 产品模块连线 各模块连5V电源EDM002-AVR主机PA指示拨码开关都关闭，时钟芯片选择拨码开关关闭。EDM605-四位数码管显

13、示：-连EDM002-AVR主机:PB0-PB7。 -连PC0-PC3。 EDM108-酒精传感器：VOUT连- EDM002-AVR主机:PA0。 EDM403-8位独立按键：SET接- EDM002-AVR主机:PA1。 EDM403-8位独立按键：OK接- EDM002-AVR主机:PA2。 步骤三：加电观察效果 调试方法及步骤 1.EDM002-AVR主机连上5V电源 2.EDM002-AVR主机下载好对应程序。 3.各模块照连线说明连好线 4.整机供电 5.酒精传感器模块在无酒精空气中预热1分钟6.等数码管显示的酒精浓度（单位：ppm）稳定。7.按“SET”键，进入清零调整状态，此时

14、EDM605-四位数码管，上的八个贴片LED指示灯点亮。8. 3秒钟时间内（LED指示灯点亮）按“OK”后系统会将当前采集到酒精传感器输出值作为0 ppm(百万分之一)，数码管显示“0000” 9.将蘸有酒精或酒的棉花靠近酒精传感器，此时数码管显示的数字应很快变大。步骤四：测量各测试点的电位及波形 酒精浓度增大时，其输出端VOUT电压值应随之增大。 任务五：电子称工作任务1.识别“电子称”的电路功能2.测量电路各引脚的电位和波形3.提交一份测量报告工作指引： 1准备元器件 产品模块配置 1)EDM314+-5V,+-12V直流电源模块 2) EDM104称重传感器 3) EDM201-ICL7

15、135模数转换 4) EDM406-4*4键盘 5) EDM001-MCS51单片机主板 6) EDM606-12864LCD屏 7) EDM504-蜂鸣器 8) EDM603-十进制计数器 EDM104称重传感器 工作步骤步骤一：熟悉“电子称”电路图功能描述 称重传感器的信号经LM324组成的差分放大器，将信号放大，经过ICL7135AD转换，再经过微处理器的处理，送到LCD将重量显示出来。 步骤二：利用亚龙模块连接电路，观察输出现象 各模块都连接电源，5V,GND. EDM203-模数转换连好5V。EDM104称重传感器连好12V EDM406-4*4键盘：COL1-ROW4连EDM001

16、-MCS51主机：P1.0P1.7。接P3.3EDM606-12864点阵液晶：DB0DB7连P0.00.7,-连-P2.7,CS2连P2.6, CS1连P2.5, E连P2.4, R/W连P2.3,D/I连P2.2, BL连P2.1.EDM104-称重传感器：AOUT连EDM203-模数转换：IN+，IN-接GND。EDM203-模数转换：Ext.Clk-接-EDM603十进制计数器：Q7EDM603-十进制计数器：Q8连本模块CR，CP连EDM001：ALEEDM203-模数转换：BUSY-接- EDM001-MCS51主机：P3.2EDM203-模数转换：POL-接- EDM001-MCS51主机：P3.5EDM001-MCS51主机：P3.4-接EDM504-蜂鸣器：步骤三：加电观察效果 实验步骤及调试： 1. EDM203-模数转换选择档位，调节EDM203-模数转换电位器使Vref为1.000。 2. 按“F”开机，液晶背光点亮，显示欢迎界面。正常显示主界面后，按“D”键能进入设置界面。在设置界面利用“A”(+) 、“B”(-) 、“C”（移位）键可设置单价、待机时间、声音提示