1、传感器基础知识

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1、实验十一传感器的简单使用。考纲解读11.知道什么是传感器.2.知道热敏电肌和光敏电阻的作用.3.会讨论常见的各种传感器的工作原理、元件特征及设计方案.4.会设计简单的温度报警器.课堂探究・考点突破先做后听共同探究规律方法考纲内容能力要求考向定位传感器的简单使用能识别各类传感器了解传感器的工作原理理解各类传感器的工作原理并掌握各类传感器的简单应用是近年高考的新动向。一、传感器的定义：1＞传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。2、把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、

2、处理和控制了。3、传感器是一种采集信息的重要器件二、传感器的基本兀件：1、电阻传感器：2、电容传感器：（1）电容式位移传感器能够把物体的一位移一这个力学最转换为电容这个电学冕。（2）深度传感器：（3）角度传感器：3、光敏电阻：①特点：电阻值随光照增强而减小.②原理：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子极少,导电性能丕妊;随着光照的增强，载流子增多,导电性变好.③作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。4、热敏电阻和金属热电阻:（1）金属热电阻的电阻率随温度的升高而—增大—，用金属丝可以制作温度传感器,称为_o它能用把一温度一这个热学帚转换为

3、一电阻一这个电学最。（2）热敏电阻用半导体材料制成，其电阻率则可以随温度的升高而—减小—或—。•热敏电阻相比，金属热电肌的化学稳定性好,测温范围—大但灵敏度较差。（3）如图一1为某一热敏电阻一温度特性曲线。4R(4)热敏电阻金属热电阻特点电阻率随温度升高而减小电阻率随温度升鳥而增大制作材料氧化猛蚩优点灵敏度好化学稳定性好，测温范围人作用将温度这个热学量转换为电阻这个电学量5、霍尔元件:①组成：在一个很小的矩形半导体薄片上,就成为一个霍尔元件.E、F间通入恒定的电流/,同时外加与薄片垂肓的磁场B时，薄片111的载流子就在洛伦兹力作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、W间出现电压（如

4、图所示）③霍尔电压：Uh=!^，d为薄片厚度，R为霍尔系数.一个霍尔元件的d、R为定值，若保持/恒定，则Uh的变化就与3成止比.①作用：把磁感应强度这个磁注量转换为电压这个电了量.F△L三、传感器的工作原理：1、传感器的组成:传感器一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分纽成，通过敏感元件获取外界信息并转换—电—信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换器)组成，它感受被测量时，直接输出电学量，如热电偶.有的传感器由敏感元件和转换器件组成，设冇转换电路，如光电池、光电管等；冇的传感器，转换电路不止一个，耍经过若干次转换.(1)传感器能够将感受到的物

5、理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)(2)原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量.例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号.3.传感器的原理分析：(1)感受量分析——要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等.(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律.(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电了元件工作特点基础上，分析电路输出信号与输入信号I'可的规律.!Ai传感器的分类：目前对传感器尚无

6、一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个：(1)按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器.(2)按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等.五、传感器的应用实例：仁力电传感器:力电传感器主耍是利用皱感元件和变阻器把力学信号(位移、速度、加速度等)转化为电学信号(电压、电流等)的仪器。力电传感器广泛地应卅于社会主产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS防抱死制动系统等。2.力电传感

7、器的应川1——电子秤(1)作用：称量物体重量(2)敏感元件：应变片•应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量.(1)电了秤理有片、电压放人器、模数转换器微处理器和数字显示器等器件.电阻应变片受到力的作用时，它的会发生变化，把应变片放在合适的电路中,他能够把物体这个力学量转换为这个电学量,因而电子秤是的应用.(2)工作原理：如图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端I古I定，在梁的上下表而各贴-•个应变片，在梁的自山端施