1、离子感烟器离子感烟器 自动水龙头自动水龙头 自动干手机自动干手机 6.1传感器及其工作原理传感器及其工作原理 原理原理：当磁铁靠近干簧：当磁铁靠近干簧 管时，两个簧片被磁化管时，两个簧片被磁化 而接通，所以干簧管能而接通，所以干簧管能 起到起到开关开关的作用！的作用！ 一、什么是传感器？一、什么是传感器？ 2 2、传感器的作用？、传感器的作用？ 电压、电流等电学量，或转化为电路的通断电压、电流等电学量，或转化为电路的通断 力、温度、光、声、化学成分等非电学量力、温度、光、声、化学成分等非电学量 非电学量非电学量 敏感元件敏感元件 转换器件转换器件 转换电路转换电路 电学量电学量 转转 化化 1
2、、定义：、定义： 二、常用的传感器元件二、常用的传感器元件 1 1、光敏电阻光敏电阻 光照越强，电阻越小光照越强，电阻越小 光信息光信息 电信息电信息 （半导体材料）（半导体材料） 怎样解释？怎样解释？ 硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不 好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好,电阻会变小。电阻会变小。 规律：规律： 例例1 1. .如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中其中R R1 1为光敏电为光敏电 阻阻，R R2 2为定值电阻
3、为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是此光电计数器的基本工作原理是（ ） A A当有光照射当有光照射R R1 1时时，信号处理系统获得高电压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时时，信号处理系统获得低电压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 D D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 A R R1 1 R R2 2 信号信号 处理处理 系统系统 BDBD 2 2、金属热电阻和热敏电阻、金属热电阻和热敏电阻 金属热电阻：金属热电阻： 规律：温度越高，电阻越大
4、规律：温度越高，电阻越大 热敏电阻：热敏电阻： 规律：规律： 热信息热信息 电信息电信息 温度越大，电阻越小温度越大，电阻越小 （半导体材料）（半导体材料） 优缺点：热敏电阻灵敏度高，优缺点：热敏电阻灵敏度高， 但化学稳定性较差，测量范围较小但化学稳定性较差，测量范围较小 优缺点：金属热电阻的化学稳定性较好，测优缺点：金属热电阻的化学稳定性较好，测 量范围较大，但灵敏度交差。量范围较大，但灵敏度交差。 例例2 2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元、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件分别接入如图所示电路中A A、B B两点后，用黑纸两点后，用黑纸 包住元件置入热
5、水中，观察欧姆表的示数，下列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（说法正确的是（ ） A A B B A.A.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，这只元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，欧姆表示数变化较大，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这只元件一定是光敏电阻 D.D
6、.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元件一定是定值电阻 ACAC 3 3、电容式传感器、电容式传感器 （1 1）测定角度）测定角度： （2 2）测定液面高度）测定液面高度h h： （3 3）测定压力）测定压力F F： （4 4）测定位移）测定位移x x： 定片定片 动片动片 电介质电介质 金属芯金属芯 线线 导电液导电液 体体 待 测 压待 测 压 力力F F 固 定 电固 定 电 极极 可 动 电可 动 电 极极 x x 极板极板 极板极板 电介质电介质 待测压力待测压力F F 固定电极固定电极 膜
7、片电膜片电 极极 例例3 3传感器是一种采集信号的重要器件传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力如图是一种测定压力 的电容式传感器的电容式传感器，当待测压力当待测压力F F作用于可动膜片产生变形作用于可动膜片产生变形，引起引起 电容的变化电容的变化，若将电容器若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路灵敏电流计和电源串联接成闭合电路， 那么那么（ ） A A当当F F向上压膜片电极时向上压膜片电极时，电容将减小电容将减小 B B当当F F向上压膜片电极时向上压膜片电极时，电容将增大电容将增大 C C若电流计有示数若电流计有示数，则压力则压力F F发生变化发生变化 D D若电流计有
8、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 BCBC 4 4、霍尔元件、霍尔元件 一个霍尔元件的一个霍尔元件的d d和和k k为定值为定值, ,再保持再保持 I I恒定恒定, ,则则U UK K的变化就与的变化就与B B成正比成正比 H IB UK d 工作原理：霍耳效应工作原理：霍耳效应 磁信息磁信息 电信息电信息 【例例3】霍尔效应：有电流霍尔效应：有电流 I 流过长方体金属块，金属块流过长方体金属块，金属块 高度为高度为d，宽为，宽为b，有一磁感应强度为，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于的匀强磁场垂直于 纸面向里，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是纸面向里，试问
9、金属块上、下表面哪面电势高？电势差是 多少？多少？ qBv b U q H ) 1 ( nq k d IB k nqd IB U H 其中 vbdnqI)( 1、传感器的概念、传感器的概念 小小 结结 2、传感器的工作原理：、传感器的工作原理： 3、敏感元件：、敏感元件： （1）光敏电阻）光敏电阻 （光电传感器）（光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻）热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器）温度传感器） （3）电容式传感器）电容式传感器 （位移传感器）（位移传感器） （4）霍尔元件）霍尔元件 （磁传感器）（磁传感器） 非电学量非电学量 敏感元件敏感元件 转换器件转换器件 转换电路转换电路 电学量电学量 【勇气号勇气号】
