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6.1.传感器及其工作原理


题引:
你接触过这样的生活现象吗?

为什么?

生活现象一

生活现象二

什么是传感器 讨论与交流 人体对外界的感觉可分为哪几种?分别由什么 器官承担?
人体感觉 感觉器官

视觉 听觉 味觉 嗅觉 触觉

眼睛 耳朵 舌头 鼻子 皮



1、传感器的定义 能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能 按照一定的规律和要求把这些信息转换成可 用输出信息的器件或装置。

2、传感器的分类 (按感受信息的学科特点不同)
物理传感器、化学传感器、生物传感器
一般来说,用于完成视觉、听觉、触觉功能的传感器 其接受的是光、声波、压力等的物理信息称物理传感器 代替嗅觉、味觉功能的传感器,则称化学传感器或生物 传感器

3、传感器的工作原理 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

电压 传感器 电流

电阻
电容

非电学量

敏感元件

转换元件

接口电路

电学量

辅助电源

传感器工作原理图

热敏电阻 (半导体材料) 一般随温度升高电阻减小 (1)、温度传感器部件 半导体的导电机理 金属热电阻 温度升高电阻增大 观察与思考

4、常用的传感器部件

两种温度 凉水 的水

开水 电阻小

电阻值情 电阻大 况

(将温度高低转变成电信号)

右图是一个温度传感器的原理示意图, Rt是一个热敏电阻器。试说明传感器是 如何把温度值转变为电信号的。
思考方向:1、两电阻采取什么 连接方式? Rt 2、转变的电信号应该是哪个 电学量? 3、电压表测的是哪个电阻的电压?

R

V

温度升高或降低导致Rt阻值发生 变化,使电路中电流也发生变化,导致R上 的电压也发生改变,因此电压表读数将会发生变化, 从而就将温度的化转变为电信号。

(2)光敏传感器部件

(2)光敏传感器

实验

光敏电阻
光照情况 电阻值的情 况

(半导体材料) 电阻随光照的增强而减小
受光表面暴露 手遮盖受光 表面

电阻小

电阻大

(3)气敏传感器部件

思考讨论:气敏传感 器还可以应用于哪些 场合?

1、家里 2、公司 3、商场 4、企业 等,需要检测是否 存在有毒气体泄露 影响人身安全的场合。

(4)干簧管
是一种能感知磁场的传感器

(5)电容式位移传感器
能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量

(6)霍尔元件
把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

一个霍尔元件的d和k为 定值,再保持I恒定,则UK的 变化就与B成正比

IB UH ? K d

填空: 力敏传感器
声敏传感器.

接受 力 信息,并转化为电信号 接受 声 信息,并转化为电信号 接受位置 信息,并转化为 电信号。 接受 光 信息,并转化为 电信号 。

位移传感器 光敏传感器


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