第五部分传感器及其应用教学-精选课件.ppt

1、遥控器控制电视开关遥控器控制电视开关火灾报警器火灾报警器声音强弱控制走廊照明灯开关等声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门自动门 、安检门、安检门酒精测试仪酒精测试仪自动烘手机自动烘手机列举生活中的一些自动控制实例列举生活中的一些自动控制实例2.优点：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、处理和控制了。一、什么是传感器一、什么是传感器1.什么是传感器把像称重传感器这样能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转化为电信号的器件或者装置，叫做传感器。这里的电信号，包括电流、电压、电阻、电容和电感等。非电学量电学量 物理传感器：是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息的

2、传感器，如温度传感器、电容传感器、电感传感器、光电传感器、压电传感器。二、传感器的分类二、传感器的分类按传感器工作原理的不同把传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。压力变送器加速度计力传感器 一种气敏传感器化学传感器：是利用化学反应识别和检测信息的传感器，如气敏传感器、湿敏传感器等。警用酒精测试计数字温湿传感器采集器 生物传感器：是利用生物化学反应识别和检测信息的传感器。它是由固定生物材料和适当转换器件组成的系统，如组织传感器、细胞传感器、酶传感器等。生物传感器转换发光生物传感器生物传感器 传感器一般由敏感元件、转化元件、转换电路组成，有时还需要加辅助电源。三、传感器的一般结构三、传感

3、器的一般结构1.1.光敏电阻光敏电阻光照情况光照情况受光表面暴露受光表面暴露受光表面遮住受光表面遮住电阻阻值电阻阻值电阻小电阻小电阻大电阻大光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量电学量四、敏感元件种类四、敏感元件种类例题例题1如图所示，如图所示，R1、R2为定值电阻，为定值电阻，L是小灯泡，是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）A电压表的示数增大电压表的示数增大 BR2中电流减小中电流减小C小灯泡的功率增大小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大电路的路端电压增大.热敏电阻热敏电阻热敏电阻的

4、阻值会随着温度的升高而热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_，具有负温度系数，具有负温度系数热敏电阻热敏电阻R-TR-T关系示意图关系示意图RTo减小减小（2 2）特性：）特性：温度传感器温度传感器（1 1）材料：）材料：半导体半导体3.3.金属热电阻金属热电阻金属导体的电阻能随温度升高而升高金属导体的电阻能随温度升高而升高金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系有何金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系有何不同？不同？热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量这个电学量例题例题2.2.下图是一个温度传感器的原理示意

5、图下图是一个温度传感器的原理示意图,R,Rt t是一是一个热敏电阻器。试说明传感器是如何把温度值转变个热敏电阻器。试说明传感器是如何把温度值转变为电信号的。为电信号的。VRtR（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线金属芯线导电液体导电液体待测压力待测压力F固定电极固定电极可动电极可动电极x极板极板极板极板电介质电介质电容传感器把力学量转换为电容这个电学量。电容传感器把力学量转换为电容这个电学量。4.4.电容传感器电容传感器 报警器带孔的罩子内装有发光二

6、极管报警器带孔的罩子内装有发光二极管LEDLED、光电三、光电三极管和不透明的挡板平时极管和不透明的挡板平时,光电三极管收不到光电三极管收不到LEDLED发出发出的光的光,呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散射作呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散射作用用,使部分光线照射到光电三极管上使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小其电阻变小.与传与传感器连接的电路检测出这种变化感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报就会发出警报5.5.火灾报警器火灾报警器二、几种传感器的工作原理二、几种传感器的工作原理一、光电传感器的原理一、光电传感器的原理光电传感器是一种能够感受光信号，并按照一光电传感器是一种

7、能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转换成电信号的器件或装置。定规律把光信号转换成电信号的器件或装置。光电传感器中的重要元件是光电传感器中的重要元件是光敏电阻光敏电阻和和干簧管继干簧管继电器电器。1.1.光敏电阻光敏电阻2.2.干簧管干簧管原理原理:磁敏传感器磁敏传感器。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到磁化而接通，所以干簧管能起到开关开关的作用！的作用！干簧管干簧管干簧管继电器干簧管继电器 结构简单结构简单,体积小体积小,极适用于微型化设备。极适用于微型化设备。寿命长寿命长.其开关元器件被密封于惰性气体中其开关元器件被密封于惰性气体中

8、,不与外界不与外界环境接触环境接触,不会出现金属疲劳现象。不会出现金属疲劳现象。无需电控制无需电控制,工作可靠性高。工作可靠性高。电路中只要用到自动开关电路中只要用到自动开关,基本上都可以使用干簧管。基本上都可以使用干簧管。应用应用:干簧管的特点：干簧管的特点：电电 梯梯 选层控制选层控制 折叠式手机的开关折叠式手机的开关 有线电话听筒拿离时的开关控制有线电话听筒拿离时的开关控制 微波炉微波炉 炉门的开关控制炉门的开关控制 冰冰 箱箱 门的开关控制门的开关控制 煤气表煤气表 流量控制流量控制 安全气囊的开关控制安全气囊的开关控制 天窗天窗/车窗车窗 开关控制开关控制 安全带的扣妥安全带的扣妥/

9、松拖警示松拖警示干簧管的主要应用干簧管的主要应用电电 话话汽汽 车车一种防盗门的报警电路一种防盗门的报警电路干簧干簧管管生活中常见的楼道、走廊中的声光控延时开关生活中常见的楼道、走廊中的声光控延时开关二、温度传感器的原理二、温度传感器的原理温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置。常见的温度传感器有热敏电阻和热电偶。置。常见的温度传感器有热敏电阻和热电偶。热敏电阻的特性热敏电阻的特性三、大显身手的传感器三、大显身手的传感器全自动洗衣机的水位控制装置使用了全自动洗衣机的水位控制装置使用了 传传感器当水位达到设定的高度时自动感器当水位达到设定的

10、高度时自动 进水进水电磁阀门，电磁阀门，洗涤电动机电源洗涤电动机电源压力压力关闭关闭接通接通一、洗衣机水位控制系统一、洗衣机水位控制系统1控制自动门开关的是一种控制自动门开关的是一种 传感器传感器二、自动门二、自动门红外线红外线2自动门工作流程自动门工作流程1机器人传感器的分类机器人传感器的分类机器人传感器分为机器人传感器分为 传感器和传感器和 传感器传感器电容电容电容阵列电容阵列外部外部内部内部三、指纹识别器三、指纹识别器指纹识别器是通过指纹识别器是通过 传感器来识别指纹的手传感器来识别指纹的手指皮肤与电容传感器表面构成了指皮肤与电容传感器表面构成了 ，由于指，由于指纹的凹凸导致不同位置的电

11、容差异纹的凹凸导致不同位置的电容差异四、传感器与机器人四、传感器与机器人(1)传感器用于感知外部传感器用于感知外部 和外界事和外界事物对机器人的物对机器人的 使机器人拥有类似人的、使机器人拥有类似人的、触觉、嗅觉、味觉等感觉，从而使机器人具有拟人化触觉、嗅觉、味觉等感觉，从而使机器人具有拟人化的特点的特点(2)传感器传感器(如角度传感器、如角度传感器、等等)，用于检测机器人的用于检测机器人的 注意：在自动控制系统中传感器主要用来检测精注意：在自动控制系统中传感器主要用来检测精确数据，检测是自动控制的首要环节确数据，检测是自动控制的首要环节2传感器用途传感器用途外部外部工作环境工作环境刺激刺激听觉听觉内部内部状态状态关节传感器关节传感器雷达测速仪雷达测速仪酒精含量测试仪酒精含量测试仪红外耳温计红外耳温计红外耳温计可红外耳温计可以通过测量耳以通过测量耳膜辐射到耳道膜辐射到耳道的热量得出人的热量得出人体的温度。体的温度。家用智能空调家用智能空调使用可动式红外线传感器，使用可动式红外线传感器，通过测量地板温度及检测人通过测量地板温度及检测人的位置来控制空调的运行。的位置来控制空调的运行。