1、传感器的应用主讲：曾宪亮主讲：曾宪亮第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理小盒子小盒子 A 的侧面露出一个小的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁铁 B 放到盒子上面灯泡就发光，放到盒子上面灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。把磁铁移走，灯泡熄灭。盒子里有什么装置？盒子里有什么装置？第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理如右图，被测物体在左右如右图，被测物体在左右方向发生位移时，电介质板方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移随之在电容器两极板之间移动。物体位移的变化，就转动。物体位移的变化，就转换成了电容量的变化。换成了电
2、容量的变化。第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理硫化镉的电阻率跟光照的强度硫化镉的电阻率跟光照的强度有关。有关。把硫化镉涂敷在绝缘板上，另把硫化镉涂敷在绝缘板上，另涂敷两个栅状电极，不同强度的光涂敷两个栅状电极，不同强度的光照射，两电极间的电阻不同。照射，两电极间的电阻不同。第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理在一个很小的矩形半导体（例如砷在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作化铟）薄片上，制作4个电极，就成了一个电极，就成了一个霍尔元件。个霍尔元件。它可以把磁学量它可以把磁学量“磁感应强度磁感应强度”转转换为电学量换为电学量“电压电压”。第第1 1节
3、节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式应用举例应用举例第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）应变片发生形变时其电阻随应变片发生形变时其电阻随之发生变化，在恒定电流下，应之发生变化，在恒定电流下，应变片是把形变（几何量）转换为变片是把形变（几何量）转换为电压（电学量）的元件。电压（电学量）的元件。第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）动圈式话筒动圈式话筒：膜片在声波下振动，使得与膜膜片在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生周期性变化片相连的线圈中产生周期性变化的感应电流。的感应电流。电容式话筒电容式话筒：金属膜片金属膜片M
4、和固定电极和固定电极 N 形成一形成一 个电容器，个电容器，M 在声波作用下振动，电在声波作用下振动，电容器的电容作周期性变化，电阻容器的电容作周期性变化，电阻 R 两两端的电压也做相应的周期性变化。端的电压也做相应的周期性变化。第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）双金属片温度传感器双金属片温度传感器：常温下两触点分离。温度升高，两常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触。生变化，使触点接触。电烫斗的构造电烫斗的构造思考与讨论：思考与讨论：常温下两触点是接触还常温下两触点是接触还是分离？是分离？如何用调
5、温旋钮来升高如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作温度？或降低电烫斗的工作温度？第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）感温铁氧体的感温铁氧体的“居里点居里点”：感温铁氧体在常温下具有铁磁性，但温度升高到感温铁氧体在常温下具有铁磁性，但温度升高到103时便失去了时便失去了铁磁性，这个温度称为这种材料的铁磁性，这个温度称为这种材料的“居里温度居里温度”或或“居里点居里点”。电饭锅的构造电饭锅的构造思考与讨论：思考与讨论：开始做饭时为什么要开始做饭时为什么要压下开关按钮？压下开关按钮？若用电饭锅烧水，水若用电饭锅烧水，水在沸腾以后是否会自动断在沸腾以后是否会自动断电？电？第第3 3节节
6、 传感器的应用（二）传感器的应用（二）用温度传感器可以把温度转换为电信号。测温元件可以是热敏电阻、用温度传感器可以把温度转换为电信号。测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等。金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等。电信号可以远距离输送，因而温度传感器可以远距离读取温度。电信号可以远距离输送，因而温度传感器可以远距离读取温度。第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）将微机辅助实验系统所配的温度传感器与计算机连接，可将微机辅助实验系统所配的温度传感器与计算机连接，可以实现数据采集、处理、画图的智能化功能。以实现数据
7、采集、处理、画图的智能化功能。第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）鼠标中的红外接收管就是光传感器。鼠标移动时，滚球带动鼠标中的红外接收管就是光传感器。鼠标移动时，滚球带动 x、y 方向两个码盘转动，红外管接收到一个个红外线脉冲。计算机分别统方向两个码盘转动，红外管接收到一个个红外线脉冲。计算机分别统计计 x、y 两个方向上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。两个方向上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）光电三极管是烟雾火警报警器中的光传感器。平时，发光二极管光电三极管是烟雾火警报警器中的光传感器。平时，发光二极管发出的光被不透明挡板挡
8、住。当有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光发出的光被不透明挡板挡住。当有烟雾时，烟雾对光有散射作用，光电三极管接收到散射光，电阻变小，使报警电路工作。电三极管接收到散射光，电阻变小，使报警电路工作。第第4 4节节 传感器的应用实例传感器的应用实例路灯自控开关路灯自控开关AYR2R1RG5V1第第4 4节节 传感器的应用实例传感器的应用实例温度升高到一定程度就会发出报警声温度升高到一定程度就会发出报警声蜂鸣器蜂鸣器5VAYRTR11t o 图中电源的电动势图中电源的电动势1.5 V1.5 V，内阻，内阻0.50.5，电流表满偏，电流表满偏电流电流1010mA，电流表电阻，电流表电阻7.57.5，A、
9、B为接线柱。为接线柱。(1)(1)用导线使用导线使A、B 短路，此时，应把可变电阻短路，此时，应把可变电阻R1 1调节为多少才能调节为多少才能使电流表达到满偏电流？使电流表达到满偏电流？(2)(2)调至满偏后保持调至满偏后保持R1 1的值不变，在的值不变，在A、B间接入一个间接入一个150150的定值电阻的定值电阻R2 2，电流表指，电流表指针指着何处？针指着何处？(3)(3)如果如果A、B间接另一电阻间接另一电阻R，R的值和的值和电流表读数电流表读数 I 有什么关系？有什么关系？GAB导线导线电阻电阻R2R1Er5 5mAR1.5/1.5/I-150-150如果电流表如果电流表10mA刻度标
10、为刻度标为“0”，把，把5mA刻度标为刻度标为150”，把，把0mA刻度标为刻度标为“”，把其它电流刻度都按，把其它电流刻度都按 R1.5/I-150 转换成转换成电电阻阻刻度，它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器？刻度，它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器？142142欧姆表欧姆表欧姆表的原理及其应用欧姆表的原理及其应用(2)(2)调至满偏后保持调至满偏后保持R1 1的值不变，在的值不变，在A、B间接入一个间接入一个150150的定值电阻的定值电阻R2 2，电流表指，电流表指针指着何处？针指着何处？(3)(3)如果如果A、B间接另一电阻间接另一电阻R，R的值和的值和电流表读数电流表读数 I 有什
11、么关系？有什么关系？G5 5mAR1.5/1.5/I-150-150142142 图中电源的电动势图中电源的电动势1.5 V1.5 V，内阻，内阻0.50.5，电流表满偏，电流表满偏电流电流1010mA，电流表电阻，电流表电阻7.57.5，A、B为接线柱。为接线柱。(1)(1)用导线使用导线使A、B 短路，此时，应把可变电阻短路，此时，应把可变电阻R1 1调节为多少才能调节为多少才能使电流表达到满偏电流？使电流表达到满偏电流？上图中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表上图中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表的示意图。下图是一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱的示意图。下图是一个单刀
12、多掷开关，通过操作开关，接线柱 B 可以可以接通接通1，也可以接通，也可以接通2或或3。现在要使。现在要使 B 接通接通1时，能像图甲那样成为电时，能像图甲那样成为电流表，接通流表，接通2时像乙那样成为电阻表，接通时像乙那样成为电阻表，接通3时像丙那样成为电压表，时像丙那样成为电压表，这就成了一个简单的多用电表。讨论一下，这个多用电表的电路图是这就成了一个简单的多用电表。讨论一下，这个多用电表的电路图是怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。AA甲甲乙乙丙丙R1R2AAAABBB12 3 AB12 3 ABAA甲甲乙乙丙丙R1R2BAABAABR1R2A6B1AG2345AS 下面是一个多量下面是一个多量程多用电表的电路示程多用电表的电路示意图，电流、电压、意图，电流、电压、电阻各有两个量程。电阻各有两个量程。请谈一谈：开关请谈一谈：开关S 调调到哪两个位置上多用到哪两个位置上多用电表测量的是电流？电表测量的是电流？调到哪两个位置上测调到哪两个位置上测量的是电压？调到哪量的是电压？调到哪两位置上测量的是电两位置上测量的是电阻？两个位置中哪个阻？两个位置中哪个位置测量的量程大？位置测量的量程大？在识别电阻档和在识别电阻档和电压档电路时，可以电压档电路时，可以把虚线框内的电路当把虚线框内的电路当成一个电流表。成一个电流表。E1E2
