传感器的简单使用PPT课件

传感器：广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。

狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。

国家标准：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。

按使用的场合不同传感器又称为:变换器、换能器、探测器传感器的组成：敏感元件、转换元件、基本电路，敏感元件感受被测量;转换元件将响应的被测量转换成电参量（电阻、电容、电感）;基本电路把电参量接入电路转换成电量;核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。

测量仪器一般由信号检出器件和信号处理两部分组成。

按传感器检测的范畴分类物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器、按传感器的输出信号分类模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器、电化学传感器按传感器的能源分类有源传感器无源传感器物理量、化学量、生物类传感器三大门类；国标GB/T14479-93规定传感器图用图形符号表示方法：正方形表示转换元件；三角形表示敏感元件；X 表示被测量符号；* 表示转换原理。

国标GB7666规定，一种传感器的代号应包括以下四部分：主称（传感器）、被测量、转换元件、序号；第二章传感器的静态特性、动态特性慢变信号——输入为静态或变化极缓慢的信号时（环境温度），我们讨论研究传感器静态特性，即不随时间变化的特性;快变信号——输入量随时间（t）较快变化时（如振动），我们考虑输出的传感器动态特性，即随时间变化的特性；静态特性主要包括：线性度、灵敏度、稳定性、重复性…线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的程度动态特性：输入输出之间的差异就是动态与时间常数(t ) 角速度（w）阻尼比（ξ）有关灵敏度：在稳定条件下输出微小增量与输入微小增量的比值对线性传感器灵敏度是直线的斜率：S = Δy/Δx对非线性传感器灵敏度为一变量：S = dy/dx稳定性：表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力H(s)表示输入拉氏变换和传递函数求出输出拉氏变换根据阻尼比ξ大小可分四种情况：1.ξ=0,零阻尼,等幅振荡，产生自激永远达不到稳定；2.ξ<1,欠阻尼,衰减振荡,达到稳定时间随ξ下降加长；3.ξ=1,临界阻尼，响应时间最短；4.ξ>1,过阻尼，稳定时间较长传感器动态特性②延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时间。

实验十一传感器的简单使用一、实验目的1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器的特征．2．认识传感器的简单应用．二、实验原理1．传感器能够将感觉到的物理量( 力、热、光、声等 )变换成便于丈量的量 (一般是电学量 )．2．其工作过程如图 1 所示：图 1三、实验器械热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线等．四、实验过程1．研究热敏电阻的热敏特征(1)实验步骤①按图 2 所示连结好电路，将热敏电阻绝缘办理；②把多用电表置于“欧姆”挡，并选择适合的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数；③向烧杯中注入少许的冷水，使热敏电阻淹没在冷水中，记下温度计的示数和多用电表丈量的热敏电阻的阻值；④将热水分几次注入烧杯中，测出不一样温度下热敏电阻的阻值，图 2并记录．(2)数据办理①依据记录数据，把丈量到的温度、电阻值填入下表中，剖析热敏电阻的特征.次数待丈量温度 (℃)电阻(Ω)②在图 3 坐标系中，大略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．③依据实验数据和R－ t 图线，得出结论：热敏电阻的阻值随温度的高升而减小，随温度的降低而增大．图 32．研究光敏电阻的光敏特征(1)实验步骤①将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按如图 4 所示电路连结好，此中多用电表置于“×100”挡；②先测出在室内自然光的照耀下光敏电阻的阻值，并记录数据；图 4③接通电源，让小灯泡发光，调理滑动变阻器使小灯泡的亮度渐渐变亮，察看表盘指针显示电阻阻值的状况，并记录；④用手掌 (或黑纸 )遮住光，察看光敏电阻的阻值又是多少，并记录．(2)数据办理把记录的结果填入下表中，依据记录数据剖析光敏电阻的特征．光照强度弱中强无光照耀阻值(Ω)结论：光敏电阻的阻值被光照耀时发生变化,光照加强电阻变小,光照减弱电阻变大.五、注意事项1．在做热敏实验时，加开水后要等一会儿再测其阻值，以使电阻温度与水的温度同样，并同时读出水温．2．光敏实验中，假如成效不显然，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并经过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少．3．欧姆表每次换挡后都要从头调零．六、实验改良关于热敏电阻的特征，可用以下实验进行：如图 5 所示，将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两头相连，这时表针指在某一刻度，察看下图 5述操作过程中指针的偏转状况：操作一：往R T上擦一些酒精．操作二：用吹风机将热风吹向电阻．依据指针偏转方向判断热敏电阻的特征．实验剖析：1．操作一中指针左偏，说明R T的阻值增大；酒精蒸发吸热，温度降低，因此热敏电阻的阻值随温度的降低而增大．2．操作二中指针右偏，R T的阻值减小，而电阻R T温度高升，故热敏电阻的阻值随温度的高升而减小．长处：改良后的实验简单易操作，同学们能很快得出结论.考点一热敏电阻的实质应用例 1 (2010 ·新课标全国·23)用对温度敏感的半导体资料制成的某热敏电阻 R T，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个适合的固定电阻R1、 R2连成图 6 虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随 R T所处环境温度的变化近似为线性的，且拥有适合的阻值范围．为图 6了考证这个设计，他采纳伏安法丈量在不一样温度下R L的阻值，丈量电路如图 6所示，图中的电压表内阻很大．R L的丈量结果如表格所示 .温度 t/℃30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/Ω54.351.548.344.741.437.934.7回答以下问题：(1) 依据图 6 所示的电路，在图7 所示的实物图上连线．图 7(2) 为了查验R L与温度 t 之间近似为线性关系，在图8 所示的坐标纸上作R L－ t 关系图线．图 8(3) 在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图9、 10 所示．电流表的读数为 ________，电压表的读数为 ________．此时等效电阻 R L的阻值为 ________．热敏电阻所处环境的温度约为 ________．图 9图 10考点二光敏电阻传感器例 2青岛奥运会风帆赛场采纳风力发电给蓄电池充电，为路灯供给电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照耀光的强弱而变化，作为简化模型，能够近似以为，照耀光较强 (如白日 )时电阻几乎为0，照耀光较弱 (如黑天 )时电阻靠近于无量大．利用光敏电阻作为传感器，借助电图 11磁开关，能够实现路灯自动在白日封闭，黑天翻开．电磁开关的内部构造如图11所示 .1、 2 两接线柱之间是励磁线圈，3、 4 两接线柱分别与弹簧片和触点连结．当励磁线圈中电流大于50 mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分别，3、4 断开；电流小于50 mA 时， 3、 4 接通．励磁线圈中同意经过的最大电流为100 mA.(1) 利用以下器械设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图．光敏电阻R1，符号；灯泡 L ，额定功率40 W ，额定电压36 V ，符号；保护电阻R2，符号；电磁开关，符号；蓄电池E，电压36 V ，内阻很小；开关S，导线若干．(2) 回答以下问题：①假如励磁线圈的电阻为200 Ω,励磁线圈同意加的最大电压为______V ，保护电阻R2的阻值范围为________Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，常常需要在电磁铁吸合铁片刻，接线柱3、4 之间从断开变成接通．为此，电磁开关内部构造应怎样改造？请联合此题中电磁开关内部构造图说明．答： ___________________________________________________________________.③随意举出一个其余的电磁铁应用的例子．答： ___________________________________________________________________.1．在街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白日熄，利用半导体的电学特征制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的() A．压敏性 B ．光敏性C．热敏性 D ．三种特征都利用2．如图 12 所示， R1、 R2为定值电阻，L 为小灯泡， R3为光敏电阻，当照耀光强度增大时()A ．电压表的示数增大B ．R2中电流减小图 12C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压增大3．酒精测试仪用于灵活车驾驶人员能否酗酒及其余禁止酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图13 所示的电路中，酒精气体的不一样浓度对应着传感器的不一样电阻．图 13这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．假如二氧化锡半导体型酒精体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度 C 之间的对应关系正确的选项是() A． U 越大，表示 C 越大， C 与 U 成正比B． U 越大，表示 C 越大，可是 C 与 U 不可正比C． U 越大，表示 C 越小， C 与 U 成正比D． U 越大，表示 C 越小，可是 C 与 U 不可反比4．一台臭氧发生器 P 的电阻为 10 kΩ，当供电电压等于 24 V 时能正常工作，不然不产生臭氧．现要用这类臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制， R1的阻值在有光照时为100 Ω，黑暗时为 1 000 Ω，同意经过的最大电流为3 mA ；电源 E 的电压为还有一个滑动变阻器R 2，阻值为 0～100 Ω，同意经过的最大电流为0.4 A ；一个开关 S 和导线若干．臭氧发生器P 和光敏电阻 R 1 的符号如图 14所示．设计一个知足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代36 V ，内阻不计；号，此中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母图A 、 B.(电路图画在虚线框内 14 )5． (2010 大·纲全国理综 Ⅱ·23) 如图 15 所示，一热敏电阻 R T 放在控温容器 M 内； 为毫安表，量程 6 mA ，内阻为数十欧姆； E 为 直流电源，电动势约为3 V ，内阻很小； R 为电阻箱，最大阻值为 999.9 Ω；S 为开关．已知 R T 在 95 ℃时的阻值为 150 Ω，图 15在 20 ℃时的阻值约为 550 Ω.现要求在降温过程中丈量在95 ℃～ 20 ℃之间的多个温度下 R T 的阻值．(1)在图中画出连线，达成实验原理电路图． (2)达成以下实验步骤中的填空： a ．依据实验原理电路图连线．b ．调理控温容器 M 内的温度，使得 R T 温度为 95 ℃ .c ．将电阻箱调到适合的初值，以保证仪器安全．d ．闭合开关，调理电阻箱，记录电流表的示数I 0，并记录 ____________ ．e ．将 R T 的温度降为 T 1(20 ℃＜ T 1＜ 95 ℃ )；调理电阻箱， 使得电流表的读数 _____，记录 ______________．f ．温度为 T 1 时热敏电阻的电阻值 R T1 ＝ __________.g ．逐渐降低 T 1 的数值，直至 20 ℃为止；在每一温度下重复步骤 e 、 f.答案例 1 (1)、 (2)依据数据描出点，作出直线；(3)115 mA 5.00 V43． 5 Ω64.0 C°例 2 (1) 电路原理图看法析(2)①20 160～ 320 ②把触点从弹簧片右边移到弹簧片左边，保证当电磁铁吸合铁片刻，3、 4 之间接通；不吸合时，3、 4 之中断开．③电磁起重机随堂训练1． B2． ABC3． B4．为了能控制臭氧发生器，应当使用滑动变阻器的分压式连结，有光照时P 能正常工作，无光照时 P 不工作．电路图以下：5． (1)实验原理电路图，以下图(2)d. 电阻箱的读数R0e．仍为 I 0电阻箱的读数R1 f ． R0－ R1＋150 Ω。