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传感器原理与工程应用Principle&ApplicationofSensors一‘网’打尽传感器传感器的分类

电阻式传感器电容式传感器光电式传感器一、电阻应变式传感器应变式数显扭矩扳手人体秤

斜拉桥上的斜拉绳应变测试

玩具机器人

任务一：电阻应变式传感器在称重测量上的应用图2－1电阻应变式电子秤结构示意图片1片2片3片4电阻应变式电子秤的工作原理U0=U﹒

dRR1、将砝码压在传感器上2、传感器将形变传到应变片上3、应变片的阻值发生变化

4、程序收到阻值变化之后转化为内码值

5、内码值再转成实际的重量。片1片2片3片4汽车衡称重系统二、电容式传感器由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的平板电容器,如果不考虑边缘效应,其电容量为ε0——真空介电常数；ε——电容极板间介质的介电常数A——极板相对覆盖面积；d——极板间距离；εr——相对介电常数；1、原理和结构变极距(d)型变面积型(A)型变介电常数(ε)型

在实际使用中，通常保持其中两个参数不变，而只变其中一个参数，把该参数的变化转换成电容量的变化，通过测量电路转换为电量输出，此即电容式传感器的原理。根据这一性质，电容式传感器可以分为D,A,(r)变化

C变化U(I)变化1、原理和结构2、电容传感器的应用---------电容式接近开关振荡电路被测物体测量头构成电容器的一个极板，另一个极板是物体本身，当物体移向接近开关时，物体和接近开关的距离发生变化，使得电容发生变化，使振荡器起振，通过后级整形放大转换成开关信号，由此便可控制开关的接通和关断。接近开关的检测物体，并不限于金属导体，也可以是绝缘的液体或粉状物体。2、电容传感器的应用---------电容式接近开关2、电容传感器的应用---------电容式接近开关电容式接近开关在物位测量控制中的使用演示2、电容传感器的应用---------电容式转速计图中电容式转速传感器由固定金属板和与转动轴相连的可动金属板构成。电容量的周期变化速率即为转速。2、电容传感器的应用---------电容式转速计2、电容传感器的应用

---------电容式键盘此种键盘即利用极距式电容传感器以实现信息转换常规的键盘有机械式按键和电容式按键两种。电容式键盘是基于电容式开关的键盘，原理是通过按键改变电极间的距离产生电容量的变化，暂时形成震荡脉冲允许通过的条件。2、电容传感器的应用

---------电容式键盘2、电容传感器的应用

---------电容传声器传声器（Microphone）俗称话筒，是一种声－电换能器件，现在广播娱乐方面使用的绝大多数是动圈式和电容式。驻极体电容传声器大膜片电容传声器电容传声器以振膜与后极板间的电容量变化使得极板上的电荷随之变化，电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声音信号与电信号的转换。通过前置放大器变换为输出电压。它能提供非常高的音响质量，频率响应宽而平坦，是高性能传声器。

2、电容传感器的应用

---------指纹识别指纹识别目前最常用的是电容式传感器，也被称为第二代指纹识别系统。它的优点是体积小、成本低，成像精度高，而且耗电量很小，因此非常适合在消费类电子产品中使用。IBMThinkpadT42/T43

的指纹识别传感器三、光电传感器外光电效应：

在光线作用下使物体的电子逸出表面的现象。如光电管、光电倍增管内光电效应：

在光线作用下能使物体电阻率改变的现象，如光敏电阻等属于这类光电器件。阻挡层光电效应(光生伏特效应)：

在光线作用下能使物体产生一定方向的电动势的现象。如光电池、光敏晶体管等1、光电管

当阴极受到适当波长的光线照射时便发射电子，电子被带正电位的阳极所吸引，在光电管内就有电子流，在外电路中便产生了电流。一、光电效应和光电器件真空光电管的伏安特性充气光电管的伏安特性2、光电倍增管

在入射光极为微弱时，光电管能产生很小的光电流。光电倍增管：放大光电流组成：光电阴极+若干倍增极+阳极

光电阴极光电倍增极阳极 倍增极上涂有Sb-Cs或Ag-Mg等光敏材料，并且电位逐级升高。阴极发射的光电子以高速射到倍增极上，引起二次电子发射。3、光敏电阻（1）、光敏电阻的工作原理及结构当无光照时，光敏电阻值(暗电阻)很大，电路中电流很小；当有光照时，光敏电阻值(亮电阻)急剧减少，电流迅速增加。二、光电传感器的类型及应用实例

1、光电耦合器件光电耦合器件是由发光元件(发光二极管)和光电接收元件合并使用，以光作为媒介传递信号的光电器件。根据其结构和用途不同，它又可分为用于实现电隔离的光电耦合器和用于检测有无物体的光电开关。光电耦合器组合形式·¢¹âÔª¼þ´°½ÓÊÕÔª¼þ¿ÇÌåµ¼Ïß(a)图(a)是一种透射式的光电开关，它的发光元件和接收元件的光轴是重合的。当不透明的物体位于或经过它们之间时，会阻断光路，使接收元件接收不到来自发光元件的光，这样就起到了检测作用。(a)透射式½ÓÊÕÔª¼þ·¢¹âÔª¼þ¿ÇÌåµ¼Ïß(b)·´ÉäÎï图(b)是一种反射式的光电开关，它的发光元件和接收元件的光轴在同一平面且以某一角度相交，交点一般即为待测物所在处。当有物体经过时，接收元件将接收到从物体表面反射的光，没有物体时则接收不到。光电开关的特点是小型、高速、非接触，而且与TTL、cMOS等