传感器的简单应用
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生活中传感器的应用
在当今社会,传感器已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家庭生活中还是工业生产中,传感器都发挥着重要的作用。
它们可以帮助我们收集各种数据,从而实现自动化控制和监测。
让我们来看看生活中传感器的一些应用。
首先,我们可以从家庭生活中的应用说起。
在家里,我们经常会使用温度传感器来监测室内温度,从而调节空调或暖气的温度。
此外,湿度传感器也可以帮助我们监测室内湿度,防止潮湿或干燥的环境对我们的健康造成影响。
另外,光线传感器可以帮助我们自动调节灯光的亮度,节省能源的同时也提高了生活的舒适度。
除了家庭生活,传感器在工业生产中也有着广泛的应用。
例如,在汽车制造过程中,传感器可以帮助监测车辆的各种参数,从而保证车辆的性能和安全。
在食品加工行业,温度传感器可以帮助监测食品的加工温度,确保食品的质量和安全。
另外,在医疗行业,传感器也被广泛应用于各种医疗设备中,帮助医生监测患者的生命体征,提高医疗水平。
总的来说,生活中传感器的应用已经渗透到了我们的生活的方方面面。
它们不仅提高了生活的便利性和舒适度,还在工业生产和医疗领域发挥着重要的作用。
随着科技的不断发展,相信传感器在未来会有更广泛的应用,为我们的生活带来更多的便利和安全。
传感器原理与应用
传感器是一种能够将非电信号转化为电信号的设备。
它通过感知某种特定的物理量或化学量,并将其转化为可测量的电信号,从而实现对环境和物体的感知和测量。
传感器的工作原理包括以下几种:
1. 电阻传感器:利用电阻的变化来测量被测量物理量的变化,如温度传感器、光敏电阻等。
2. 容抗传感器:利用电容值的变化来测量被测量的物理量的变化,如压力传感器、湿度传感器等。
3. 电感传感器:利用电感值的变化来测量被测量物理量的变化,如液位传感器、接近传感器等。
4. 磁阻传感器:利用磁阻值的变化来测量被测量物理量的变化,如磁场传感器、位置传感器等。
5. 光电传感器:利用光电效应来测量被测量物理量的变化,如光电传感器、光纤传感器等。
传感器在各个领域有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:
1. 工业自动化:传感器被广泛应用于工业领域,用于监测和控制各种物理量,如温度、湿度、压力、流量等。
2. 环境监测:传感器被用于监测环境中的各种污染物、气体浓度、温度、湿度等物理量,以保障环境质量。
3. 医疗健康:传感器被应用于医疗设备中,如心率传感器、血氧传感器、体温传感器等,用于监测患者的生理参数。
4. 智能家居:传感器被应用于智能家居系统中,用于感知环境的状态和人的行为,实现自动控制和智能化。
5. 汽车领域:传感器被广泛应用于汽车中,用于检测车辆状态、驾驶行为、环境条件等,实现安全监控和驾驶辅助功能。
6. 物联网:传感器是物联网的重要组成部分,通过感知和收集各种物理量的数据,实现设备间的通信和数据交互。
传感器传感器在生活中的应用之十大实例及应用:1.楼梯走道:电灯的触摸开关。
功能:使在人手或是其他的导电物体的接触下方能通电(这是我自己想的,不知事实是否如此。
),此举为节约能源做出巨大贡献。
2.电饭锅:功能:到达沸腾温度(居里点)即停止加热。
在某种材料的硬件支持下,使得具有这种功能,才使得人类做出伟大的进步!3.电子天平:功能:无需复杂操作,就能很快称出物体的质量,而且一般来说很精确。
这是因为在电子称下安装压力传感器再加上一些电子系统,使得能又快又好的称出质量,一切都得益于传感器的发展。
4.电子温度计:功能:简单快捷精确测量人体体温。
在电子温度计内部加入红外传感器,由于人体在不同温度下发射红外线的强度等因素皆有不同,利用此特点即可使用红外传感器。
5.mp4上的触摸键:功能:无需原来的机械按压,即可进行操作,使机身的寿命更长久,尤其是“按键”更是长久!原理暂时还不是很清楚,不过可想而知应该是传感器的功劳!6.手机的触摸屏:功能:分好几种,有的是点触摸,有的是面触摸,不尽相同,不过原理应该是差不多,只是硬件材料上的支持有所不同,所以出现不同的操作方式,不过说回来还是传感器在发挥作用。
7.电熨斗:功能:熨烫衣物,使衣物保持整洁。
不过在加热中有一个问题需要解决,那就是加热温度的问题,所以另一种温度传感器应运而生,在达到一定温度时,就会出现断电使温度保持在一定的范围内,此举与电饭锅有异曲同工之妙!8.汽车称重:功能:在渡口为汽车称重,既是用上此种传感器,压力传感器使得即使是很重的物体也能在短时间内准确称出,此为大型的压力应变片的应用。
9.自动门:功能:在一些重要场合就会有自动门的身影,当人靠近时就会自动根据情况开关门。
这些门上应该是会安装上人体传感器,当有人靠近时,就会有情况发生,所以会自动开门,当然这也是结合了若干电子系统的成果。
10.厕所小便池:功能:当人靠近时就会现有一股水流出现,当人离开时就会第二次冲水,此举为厕所的节水以及洁净做出了巨大贡献,应该是结合光电传感器以及电子系统的成果。
传感器原理及应用传感器是一种能够感知、检测某种特定物理量并将其转化为可供人们观测或处理的信号的装置。
它在现代科技领域中起着至关重要的作用,广泛应用于工业控制、环境监测、医疗诊断、智能家居等领域。
本文将从传感器的原理及其应用展开介绍。
首先,传感器的原理是基于物理效应或化学效应实现的。
常见的传感器类型包括光电传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器等。
光电传感器利用光电效应,将光信号转化为电信号,常用于光电开关、光电编码器等设备中。
压力传感器则是利用压电效应或电阻应变效应来检测压力变化,广泛应用于汽车制动系统、工业自动化等领域。
温度传感器则是利用热电效应、热敏电阻效应等原理来感知温度变化,常见于电子设备、空调系统等。
湿度传感器则是利用介电常数变化或电阻变化来检测湿度变化,应用于气象观测、农业温室等领域。
气体传感器则是利用气体的化学反应来检测气体浓度,常见于环境监测、工业安全等领域。
其次,传感器的应用非常广泛。
在工业控制领域,传感器常用于测量温度、压力、流量、液位等参数,用于实现自动化生产、设备监测等功能。
在环境监测领域,传感器被广泛应用于大气污染监测、水质监测、土壤湿度监测等方面,为环保工作提供重要数据支持。
在医疗诊断领域,传感器被用于测量体温、血压、心率等生理参数,为医生提供诊断依据。
在智能家居领域,传感器被用于感知人体活动、光照强度、温湿度等信息,实现智能灯光、智能门锁、智能空调等功能。
总之,传感器作为现代科技的重要组成部分,其原理和应用已经深入到人们的生活和工作中。
随着科技的不断发展,传感器的种类和性能将会不断提升,应用领域也将会不断拓展,为人们的生活和生产带来更多便利和可能。
希望本文能够为读者对传感器有更深入的了解提供一些帮助。
最简单的传感器应用原理电路图1. 概述在现代科技发展中,传感器起到了至关重要的作用。
传感器是一种能够感知环境中某一种物理量并将其转化为可用电信号的装置。
传感器应用广泛,涵盖了工业、农业、医疗、安防等领域。
本文将介绍最简单的传感器应用原理电路图。
2. 传感器简介传感器是一种能够感知并测量物理量的器件。
常见的传感器种类包括光敏传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等等。
传感器通过与环境物理量的相互作用,将物理量转化为电信号输出。
3. 传感器应用原理电路图3.1 光敏传感器应用电路图光敏传感器常用于光照强度的测量和控制。
下面是一种常见的光敏传感器应用原理电路图:•光敏传感器•电位器•电阻•运算放大器3.2 温度传感器应用电路图温度传感器广泛应用于温度监测和控制领域。
以下是一种常见的温度传感器应用原理电路图:•温度传感器•器件接口电路•微控制器3.3 湿度传感器应用电路图湿度传感器用于测量环境湿度。
以下是一种常见的湿度传感器应用原理电路图:•湿度传感器•电源电路•运算放大器3.4 压力传感器应用电路图压力传感器常用于测量气体或液体的压力。
以下是一种常见的压力传感器应用原理电路图:•压力传感器•电源电路•运算放大器4. 传感器应用实例4.1 光敏传感器应用实例光敏传感器可以应用于智能照明系统中,通过感知环境光照强度来自动调节灯光亮度。
光敏传感器应用电路图如下:•光敏传感器接入电源电路•将传感器输出连接到运算放大器输入端•运算放大器输出连接到照明系统控制电路4.2 温度传感器应用实例温度传感器可以应用于恒温控制系统中,通过感知环境温度来实现自动调节空调温度。
温度传感器应用电路图如下:•温度传感器接入电源电路•将传感器输出连接到器件接口电路•器件接口电路连接到微控制器•微控制器与空调控制回路连接4.3 湿度传感器应用实例湿度传感器可以应用于温室监测系统中,通过感知温室内湿度来自动调节水分供给。
湿度传感器应用电路图如下:•湿度传感器接入电源电路•将传感器输出连接到运算放大器输入端•运算放大器输出连接到水分供给系统控制电路4.4 压力传感器应用实例压力传感器可以应用于工业流程控制中,通过感知管道内液体或气体的压力来实现自动控制。
常用传感器技术及应用下载常用传感器技术及其应用传感器是指能够将外界物理量、化学量、生物量等转化为可使用信号的装置或设备。
它具有广泛的应用领域,涵盖工业自动化、环境监测、医疗诊断、智能家居等等。
下面将介绍几种常用的传感器技术及其应用。
1. 光电传感器光电传感器是利用光电效应来探测物体或环境的传感器。
包括光电管、光敏电阻、光电二极管等。
在工业自动化中,光电传感器常用于物体检测、流水线计数、自动分拣等场景。
在智能家居中,光电传感器可用于感知室内光照强度,实现自动调节灯光等功能。
2. 温度传感器温度传感器是测量物体或环境温度变化的传感器。
包括热电偶、热电阻、红外温度传感器等。
在工业领域,温度传感器广泛应用于温度控制、油温监测、高温报警等场景。
在医疗领域,温度传感器可用于测量体温,监测病人的生理状态。
3. 压力传感器压力传感器是测量物体或环境压力变化的传感器。
包括压阻式传感器、荷兰堡传感器等。
在工业自动化中,压力传感器常用于测量气体或液体的压力,广泛应用于流量计量、液位控制、气压检测等领域。
医疗设备中也会使用压力传感器来监测病人血压、呼吸等生理参数。
4. 加速度传感器加速度传感器是测量物体或环境加速度变化的传感器。
主要用于检测物体的运动状态、振动等。
在汽车领域,加速度传感器常用于车辆碰撞检测、车身稳定控制等功能。
在智能手机中,加速度传感器可用于屏幕旋转、计步器等应用。
5. 气体传感器气体传感器是测量气体成分或浓度的传感器。
常见的气体传感器有可燃气体传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器等。
在环境监测中,气体传感器可以用于检测室内空气质量、燃气泄漏等。
在工业领域,气体传感器可用于检测工业生产过程中的有害气体浓度。
总而言之,传感器技术广泛应用于各个领域,为智能化、自动化发展提供了基础。
除上述提及的光电传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器和气体传感器外,还有许多其他类型的传感器,如湿度传感器、测距传感器、声音传感器等。
传感器的简单应用实验原理引言传感器是现代科技中不可或缺的一部分,它们能够将物理量或化学量转换为可测量的电信号。
在各个领域的应用中,传感器发挥着重要的作用。
本文将介绍一些传感器的简单应用实验原理。
1. 光敏传感器的应用实验原理光敏传感器是一种常见的传感器,它可以测量光的强度。
光敏传感器的原理是基于光敏材料的光电效应。
光敏材料能够吸收光能,并将其转化为电信号。
在应用实验中,我们可以通过以下步骤来实现光敏传感器的简单应用:•步骤1: 准备光敏传感器和一个光源。
•步骤2: 将光敏传感器与电路连接,确保传感器能够产生电信号。
•步骤3: 将光敏传感器放置在光源附近,记录传感器输出的电信号。
•步骤4: 改变光源的距离或亮度,再次记录传感器的输出电信号。
•步骤5: 通过比较记录的数据,分析光源的强度与传感器的电信号之间的关系。
2. 温度传感器的应用实验原理温度传感器是常用的传感器之一,它可以测量环境的温度。
温度传感器的原理是基于温度敏感元件的物理特性。
在应用实验中,我们可以按照以下步骤来实现温度传感器的基本应用:•步骤1: 准备一个温度传感器和一个温度计。
•步骤2: 将温度传感器与电路连接,以确保传感器能够读取温度。
•步骤3: 将温度传感器放置在待测量的环境中,记录传感器的温度读数。
•步骤4: 使用温度计测量同一环境的温度,并将其与传感器的读数进行比较。
•步骤5: 根据比较的结果,分析温度传感器的准确性和可靠性。
3. 声音传感器的应用实验原理声音传感器是一种能够测量声音强度的传感器。
它的工作原理是基于声波的压力变化。
在应用实验中,我们可以按照以下步骤来实现声音传感器的基本应用:•步骤1: 准备一个声音传感器和一个声音播放设备。
•步骤2: 将声音传感器与电路连接,以确保传感器能够读取声音信号。
•步骤3: 将声音传感器放置在声音播放设备附近,记录传感器的输出电信号。
•步骤4: 改变声音播放设备的音量或距离,再次记录传感器的输出电信号。
将传感器技术应用于实际工程中,需要考虑以下几个关键步骤:1.需求分析:首先,需要明确应用场景和需求。
例如,如果是在智能家居中,可能需要温度、湿度、光照等传感器;在智能交通中,可能需要流量、速度、车辆识别等传感器。
2.选择合适的传感器:根据需求分析,选择适合的传感器类型。
这需要考虑传感器的性能参数,如精度、响应时间、测量范围等,以及传感器的尺寸、成本和易用性。
3.硬件集成:将选择的传感器集成到实际的工程设备中。
这可能涉及到电路设计、硬件接口以及与传感器的物理连接等。
4.软件编程:编写相应的软件来驱动和控制传感器。
这包括设置传感器的参数、读取传感器的数据以及处理和分析这些数据。
5.数据采集与处理:通过软件控制传感器,实时采集数据,并进行必要的处理和分析。
处理可能包括数据清洗、滤波、特征提取等。
6.反馈与控制:基于采集和处理后的数据,进行相应的反馈和控制。
例如,在智能家居中,根据温度传感器的数据来调节空调的温度;在智能交通中,根据流量传感器的数据来调整交通信号灯的时长。
7.系统集成与测试:在整个系统集成完成后,进行全面的测试,确保传感器正常工作,数据准确,反馈和控制有效。
8.部署与维护:将系统部署到实际环境中,并进行长期的维护和数据管理。
这可能涉及到数据的存储、备份、恢复以及系统的升级和故障排除等。
在实际应用中,传感器技术通常与其他技术结合使用,如无线通信技术、云计算技术等,以实现更复杂的功能和更高的效率。
例如,通过物联网技术,可以将传感器部署在大量设备上,实现远程的数据采集和控制;通过云计算技术,可以高效地处理和分析大量数据,提供更智能的反馈和控制策略。
第5讲 传感器的简单应用一、传感器的含义: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。
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。
传感器一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成,通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理。
常见的传感器有:光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。
二、常见的传感器元件:(1)光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好,即光敏电阻值随光照增强而减小。
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。
它就象人的眼睛,可以看到光线的强弱。
(2这个热学量转换为电阻这个电学量。
(3)热敏电阻:用半导体材料制成,其电阻随温度变化明显,温度升高电阻减小,如图-1为某一热敏电阻-温度特性曲线。
热敏电阻的灵敏度较好。
与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。
(4)电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。
(5)霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量三、传感器的简单应用1、力电传感器力电传感器主要是利用敏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用于社会生产、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、 热电传感器(温度传感器)热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小(金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大)的原理制成的, 它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。
如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。
传感器工作原理及应用实例
传感器是一种能够将某种被测量物理量转化为电信号或其他可读取形式的装置。
根据不同的工作原理和应用需求,传感器可以分为多种类型。
1. 光敏传感器:光敏传感器利用光敏材料的光电效应,将光信号转化为电信号。
常见的应用包括光电开关、光电传感器、光电二极管、光敏电阻等,用于环境光亮度检测、光电自动控制等。
2. 温度传感器:温度传感器可以根据被测物体的温度变化,转化为相应的电信号。
例如热敏电阻、热电偶、热电阻等,广泛应用于温度控制、温度测量等领域。
3. 压力传感器:压力传感器可以通过测量力或者力的改变,转化为电信号。
常见的压力传感器有压电传感器、电容传感器、电阻应变传感器等,应用于机械工业、汽车行业、航空航天等。
4. 加速度传感器:加速度传感器可以测量物体的加速度,是惯性测量装置的一种。
常见的应用包括汽车碰撞检测、运动监测等。
5. 气体传感器:气体传感器能够检测环境中的气体浓度,常见的应用包括气体泄漏检测、空气质量检测等。
6. 湿度传感器:湿度传感器用于测量环境的湿度水分含量,广泛应用于气象、农业、温室等领域。
除了上述常见的传感器类型,还有许多其他的传感器,如声音传感器、位移传感器、流量传感器等。
这些传感器在各个领域中发挥着重要的作用,实现各种测量、控制和监测需求。
通过传感器的工作原理和信号输出,我们可以获得所需的物理量信息,为科学研究和工程应用提供有力支持。
光电传感器生活中的应用
光电传感器是一种能够将光信号转化为电信号的装置,广泛应用于生活中的各个领域。
以下是一些光电传感器在生活中的常见应用:1. 自动照明系统:光电传感器可以用于室内或室外的自动照明系统,通过感知周围环境的光强度,自动调节灯光的亮度和开关。
2. 红外线感应设备:红外线传感器是一种应用于安防系统中的光电传感器,可以监测人体或物体的红外线辐射,用于人体检测、入侵报警等。
3. 光电开关:光电开关是一种用于检测物体到达或通过的装置,可以通过光电传感器感知物体的存在或位置,常用于自动门、自动售货机、流水线等应用中。
4. 光电测距仪:光电测距仪利用光电传感器的原理,可以测量物体与传感器之间的距离,常用于工业自动化控制、机器人导航等领域。
5. 光电编码器:光电编码器是一种用于测量和记录物体运动的装置,常用于机械设备、电机控制系统等领域。
6. 光电电池:光电传感器可以用于太阳能电池板中,将光能转化为电能,通过光电效应产生电流,用于供电或储存能量。
总的来说,光电传感器在生活中的应用非常广泛,涵盖了照明、安防、自动控制、测量等多个领域,为提高生活质量和工作效率发挥
了重要作用。
§18~8 传感器的简单应用【实验目的】1、知道传感器的基本工作原理2、简单了解热敏电阻、光敏电阻的特点3、了解传感器的简单应用【教学重点】传感器的概念、一般传感器的构成、传感器工作的基本过程【教学难点】两种敏感元件的物理特性【实验器材】多用电表1块,热敏电阻1个,光敏电阻1个,J2482传感器应用实验器1个,学生电源与导线。
【知识讲座】1、传感器:传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等)转换成易于测量、传输、处理的电学量(如电压、电流、电容等)的一种组件。
传感器的主要作用是自动控制。
2、传感器的组成:敏感元件、转换器件、转换电路。
3、敏感元件:能将非力学量转变成电学量的元件。
已经接触的敏感元件——滑动变阻器(将位移变化的信息转化为电流或电压变化信息);碳膜电阻(将声强信息转化为电流变化信息)。
即将接触的敏感元件——热敏电阻(将温度变化的信息转化为电流或电压变化信息);光敏电阻(将光强变化的信息转化为电流变化信息)。
4、典型传感器的介绍图1展示了力学传感器;图2展示了光学传感器。
讲师讲解工作过程…学生找出“敏感元件”、“转换器件”、“转换电路”何在…5、明确今天实验的任务:①了解两种敏感元件;②体验光学传感器的功能。
【学生实验——步骤】一、了解敏感元件1、了解热敏电阻的性能:a、将热敏电阻和欧姆表相连,用手握、或沾水后吹气,观察电阻的变化;b、将热敏电阻和J2482传感器应用实验器相连,改变温度,听传感器声音的变化。
2、了解光敏电阻的性能:a、将光敏电阻和欧姆表相连,用自然光照、或用手遮光,观察电阻的变化;b、将光敏电阻和J2482传感器应用实验器相连,改变光照情况,听传感器声音的变化。
二、体验计数器的功能3、单独使用J2482传感器应用实验器,用手遮挡光电门,改变遮挡时间长短、遮挡次数,观察计数器上的数字变化情况(参照图3)。
【实验结论】热敏电阻随着温度的升高阻值;光敏电阻随着光强的增大阻值;【实验思考】1.传感器担负着信息采集的任务,它常常是()A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量2.下面哪些技术涉及到传感器的应用()A.宾馆的自动门B.工厂、电站的静电除尘C.家用电饭煲的跳闸和保温D.声控开关。
第3讲实验十一传感器的简单应用1.美国科学家Willard S.Boyle与George E.Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有( ).A.发光二极管B.热敏电阻C.霍尔元件D.干电池解析发光二极管有单向导电性,A错;热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器,B、C对;干电池是电源,D错.答案BC2.如图1所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时,电流表示数增大,则说明( ).图1A.热敏电阻在温度越高时,电阻越大B.热敏电阻在温度越高时,电阻越小C.半导体材料温度升高时,导电性能变差D.半导体材料温度升高时,导电性能变好答案BD2.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”,基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是( ).A.热敏电阻可应用于温度测控装置中B.光敏电阻是一种光电传感器C.电阻丝可应用于电热设备中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用解析电阻在电路中对直流电和交流电都有阻碍作用,将电能转换为热能,故D项错.答案 D4.如图2所示,电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极,在导体层内形成一个低电压交流电场.在触摸屏幕时,由于人体是导体,手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容),四边电极发出的电流会流向触点,而电流强弱与手指到电极的距离成正比,位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱,准确算出触摸点的位置.由以上信息可知( ).图2A.电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B.当用手触摸屏幕时,手指与屏的接触面积越大,电容越大C.当用手触摸屏幕时,手指与屏的接触面积越大,电容越小D.如果用带了手套的手触摸屏幕,照样能引起触摸屏动作解析电容触摸屏在原理上把人体当做一个电容器元件的一个极板,把导体层当做另一个极板,故A正确;手指与屏的接触面积越大,即两个极板的正对面积越大,故电容越大,B正确,C错误;如果带了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应,这是因为手与导体层距离较大,不能引起导体层电场的变化,D错误.答案AB5. 如图3所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是________,发生这一现象的主要原因是________(填字母代号).图3A.小灯泡的电阻发生了变化B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化D.电源的电压随温度发生了变化解析电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,根据闭合电路欧姆定律I=ER+r 可知,电流减小,小灯泡的实际功率减小,所以变暗.答案变暗 C6.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5 Ω.将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0~20 Ω)、开关、导线若干.图4(1)在图4(a)中画出实验电路图.(2)根据电路图,在图4(b)所示的实物图上连线.(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤.解析图甲常温下待测热敏电阻的阻值(约4~5 Ω)较小,应该选用安培表外接法.热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,热敏电阻两端的电压由零逐渐增大,滑动变阻器选用分压式.(1)实验电路如图甲所示.(2)根据电路图,连接实物图如图乙所示.图乙(3)完成接线后的主要实验步骤:①往保温杯里加一些热水,待温度稳定时读出温度计值;②调节滑动变阻器,快速测出几组电压表和电流表的值;③重复①和②,测量不同温度下的数据;④绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线.答案见解析。
第5讲 实验:传感器的简单应用★考情直播(一)、传感器的含义: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。
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。
传感器一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成,通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号,通过输出部分输出,然后经控制器分析处理。
常见的传感器有:光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。
(二)、常见的传感器元件:(1)光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好,即光敏电阻值随光照增强而减小。
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。
它就象人的眼睛,可以看到光线的强弱。
(2)金属热电阻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。
它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
(3)热敏电阻:用半导体材料制成,其电阻随温度变化明显,温度升高电阻减小,如图-1为某一热敏电阻-温度特性曲线。
热敏电阻的灵敏度较好。
与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。
(4)电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。
(5)霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量(三)、传感器的简单应用 1、力电传感器力电传感器主要是利用敏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用于社会生产、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、 热电传感器(温度传感器)热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小(金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大)的原理制成的, 它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。
如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。
3、光电传感器光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。
非电物理敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 → → → →光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小的。
光敏电阻能够把光强度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。
自动冲水机、路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。
4、磁电传感器——霍尔元件的应用霍尔元件能够把磁感强度(磁学量)转换为电压(电学量)。
霍尔元件:如图-2所示,在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极C 、D 、E 、F ,就制成为一个霍尔元件。
霍尔电压:dIB kUH= 其中k为比例系数,称为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。
一个霍尔元件的厚度d 、比例系数k 为定值,再保持I 恒定,则电压U H 的变化就与B 成正比,因此,霍尔元件又称磁敏元件。
霍尔效应的原理:外部磁场使运动的载流子受到洛仑兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向的电场;横向电场对电子施加与洛仑兹力相反的静电力,当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板两侧会形成稳定的电压. 设图中CD 方向长度为L 2,则:qvB L U qH =2根据电流的微观解释 I =nqSv , 整理后,得:nqdIB U H =令 nqk 1=,因为n 为材料单位体积的带电粒子个数,q 为单个带电粒子的电荷量,它们均为常数,所以有:dIB k UH=例题1. 如图6-1-3所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R 1为光敏电阻,R 2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是A . 当有光照射R 1时,信号处理系统获得高电压B . 当有光照射R 1时,信号处理系统获得低电压C . 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D .信号处理系统每获得一次高电压就计数一次[解析] 当光照射到光敏电阻R 1上时,R 1电阻减小,电路中电流增大.R 2两端电压升高,信号处理系统得到高电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数目的,由以上分析选项A 、C 正确.[规律总结] 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.★高考重点热点题型探究传感器及电路知识的综合应用[例1](2006·广东)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。
现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。
已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。
热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5KΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、开关导线若干。
(1)在图8(a)的方框画出实验电路图,要求测量误差尽可能小。
(2)根据电路图,在图8(b)的实物图上边线。
(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤__________________________.[剖析] 因为要求伏安曲线尽可能完整,所以采用分压式电路,且该热敏电阻的阻值比较小,测量电路应接成外接法。
此题类同于2003年上海的高考实验题(见例2)。
[答案](1)如答图1所示。
(2)如答图2所示。
(3)①往保温杯中加入一些热水,待温度稳定时读出温度计值;②调节滑动变阻器,快速测出几组电流表和电压表的值;③重复①~②,测量不同温度下的数据;④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线。
[例2](2008上海卷)19.(10分)如图所示是测量通电螺线管A内部磁感应强度B及其与电流I关系的实验装置。
将截面积为S、匝数为N的小试测线圈P置于螺线管A中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。
将试测线圈引线的两端与冲击电流计D 相连。
拨动双刀双掷换向开关K ,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在P 中产生的感应电流引起D 的指针偏转。
(1)将开关合到位置1,待螺线管A 中的电流稳定后,再将K 从位置1拨到位置2,测得D 的最大偏转距离为d m ,已知冲击电流计的磁通灵敏度为D φ, D φ=m d N φ∆,式中φ∆为单匝试测线圈磁通量的变化量。
则试测线圈所在处磁感应强度B =______;若将K 从位置1拨到位置2的过程所用的时间为Δt ,则试测线圈P 中产生的平均感应电动势ε=____。
(2)调节可变电阻R ,多次改变电流并拨动K ,得到A 中电流I 和磁感应强度B 的数据,见右表。
由此可得,螺线管A 内部在感应强度B 和电流I 的关系为B =________。
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有 (A )适当增加试测线圈的匝数N (B )适当增大试测线圈的横截面积S (C )适当增大可变电阻R 的阻值 (D )适当拨长拨动开关的时间Δt 答案:(1)2m d N D Sφ,m d D tφ∆ (2)0.00125I (或kI ) (3)A ,B解析:(1)改变电流方向,磁通量变化量为原来磁通量的两倍,即2BS ,代入公式计算得B =2m d N D Sφ,由法拉第电磁感应定律可知电动势的平均值ε=m d D tφ∆。
(2)根据数据可得B 与I 成正比,比例常数约为0.00125,故B =kI (或0.00125I ) (3)为了得到平均电动势的准确值,时间要尽量小,由B 的计算值可看出与N 和S 相关联,故选择A 、B 。
[例3](2006·上海)演示位移传感器的工作原理如下图所示,物体M 在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆p ,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x 。
假设电压表是理想的,则下列说法正确的是( ) A.物体M 运动时,电源内的电流会发生变化 B.物体M 运动时,电压表的示数会发生变化 C.物体M 不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数[剖析] 物体M运动时,电压表测的对应电阻发生改变,所以其示数会发生变化,但整个电路的总电阻没改变,所以电路中的电流不变。
[答案] B[例4] 07-08学年清华大学附中模拟试题14.传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件,它在自动控制中有着广泛的应用.如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图.金属棒与导电液体构成一个电容器,将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接,从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况,即①电源接通后,电容C减小,反映h减小.②电源接通后,电容C减小,反映h增大.③电源接通再断开后,电压U减小,反映h减小.④电源接通再断开后,电压U减小,反映h增大.以上判断正确的是( B ).A.①③B.①④C.②③D.②④[答案] B[例5](2006·上海)用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。
下列属于这类传感器的是…………()A.红外报警装置B.走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D.电饭煲中控制加热和保温的温控器[剖析] 红外线的特性之一是可以进行遥感。
[答案] A★抢分频道◇限时基础训练(20分钟)班级姓名成绩1.(2008·汕头)吉他以其独特的魅力吸引了众多音乐爱好者,电吉他与普通吉他不同的地方是它的每一根琴弦下面安装了一种叫做“拾音器”的装置,能将琴弦的振动转化为电信号,电信号经扩音器放大,再经过扬声器就能播出优美音乐声。
如图是拾音器的结构示意图,多匝线圈置于永久磁铁与钢制的琴弦(电吉他不能使用尼龙弦)之间,当弦沿着线圈振动时,线圈中就会产生感应电流。
关于感应电流,以下说法正确的是()A.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流是恒定的金属棒B.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小变化,方向不变C.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小不变。
方向变化D.琴弦振动时,线圈中产生的感应电流大小和方向都会发生变化1.答案: D解析:因为琴弦是来回振动的,由右手定则可以判定其感应电流的方向会变化, 琴弦的速度大小也在不断改变,所以感应电流大小也是变化的。
2.(2008·广州)下列说法中正确的是A. 机械式鼠标器中光传感器就是两个红外接收管,它的作用就是光信号(红外线脉冲)转换成电信号(电脉冲)B. 机械式鼠标器中光传感器是由两个滚轴,两个码盘,两个红外线发射管(LED)和两个红外接收管组成的C. 火灾报警器中光传感器是光电三极管,它的作用也是把光信号转换成电信号D .火灾报警器是利用烟雾对光的散射作用来工作的2.答案:ACD解析:机械式鼠标器中光传感器是由一个滚球,两个滚轴,两个码盘,两个红外线发射管(LED)和两个红外接收管组成的; 火灾报警器中光传感器是光电三极管, 平时光电三极管收不到LED发出的光,呈现高电阻状态.烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射到光电三极管,其电阻变小,与传感器连接的电路检测发出这种变化,就会发出警报。