传感器及其工作原理

第三章《传感器》3.1传感器一、传感器简介

传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等_______;或转换为电路的通断。1、什么是传感器非电学量电学量传感器：非电学量→传感器→电学量角度位移速度压力温度湿度声强光照……传感器电压电流电阻电容……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的工作原理1、热敏电阻热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____，具有负温度系数热敏电阻R-T关系示意图

（1）材料：半导体RTo减小（2）特性：热敏电阻和金属热电阻能够把_____这个热学量转换成为电阻这个电学量温度2、金属热电阻（2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数（1）材料：金属热电阻是用金属做成的RTO金属热电阻R-T关系示意图增大光敏电阻实物图3、光敏电阻制作传感器的常用元器件点击放大光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般随着光照强度的增大电阻值______。（2）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体。如：硫化镉减小（3）半导体的导电原理：半导体靠其中的________（自由电子和空穴）来导电载流子光敏电阻能够把光照强弱这个___________转换为电阻这个电学量光学量（1）特性：4、电容式位移传感器电容式位移传感器能够把物体_____这个力学量转换为_____这个电学量位移电容电容式位移传感器示意图被测物体x电容器极板电介质板NMFBEIUH返回＋＋＋＋＋＋－－－－－－5.霍尔元件三、例题例1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A、B两点后，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（）ABA.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[]AC例2：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（

）A.

I

变大，U变大B.

I变小，U变小C.

I变小，U变大D.

I变大，U变小R1R2R3AabErB解析：当R2处出现火情时，该处温度升高。R2

为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，由全电路的欧姆定律可知，路端电压减小，该电阻两端电压减小，故R3两端电压减小，所以电流表示数减小。即U减小，I减小。友情提示：掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键R1R2R3AabEr传感器工作原理图非电学量敏感元件转换元件辅助电源电学量1、传感器的概念：小结：2、传感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏电阻（光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻（温度传感器）（3）电容式传感器（位移传感器