传感器及其工作原理
目标定位知道什么是传感器,理解传感器的工作原理掌握制作传感器的常用元件:光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等的基本特性及工作原理初步掌握各种常用元件的简单应用
一、传感器
定义: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工作原理
①敏感元件:相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏感效应如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等制成的②转换元件:是传感器中能将敏感元件输出的与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件③转换电路:将转换元件输出的不易测量的非电学量转换成易于测量的电学量,如电压、电流、电阻等深度思考传感器在现代信息技术与自动控制中有什么作用?答案传感器的作用是把非电学量如光、声音、温度等转化为电学量如电压、电流等,尤其是将电学量与计算机技术结合,可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化,所以传感器在现代信息技术与自动控制中有极其重要的作用
例传感器是把非电学量如速度、温度、压力等的变化转换成电学量的变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用有一种测量人的体重的电子秤,其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻、显示体重大小的仪表实质是理想的电流表组成
图压力传感器表面能承受的最大压强为×,且已知压力传感器的电阻与所受压力的关系如下
f表所示设踏板和压杆的质量可以忽略不计,接通电源后,压力传感器两端的电压恒为,取
=请回答:
压力
…
电阻Ω
…
该秤零起点即踏板空载时的刻度线应标在电流表刻度盘处
如果某人站在该秤踏板上,电流表刻度盘的示数为,则这个人的体重是
答案×-
解析由题图表知,踏板空载时,压力传感器电阻=Ω,此时中电流===×-2A当电流==×-3时,压力传感器的电阻==Ω=Ω,对应表格中,这个人的体重为
传感器问题的分析思路不同类型的传感器,其工作原理一般不同,但所有的传感器都是把非电学量的变化转换为电学量的变化因此我们可以根据电学量的变化来推测相关量的变化
二、光敏电阻
特点电阻值随光照增强而减小原因分析光敏电阻由半导体材料制成,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好作用:把光r