第一节 认识传感器 第二节 传感器的原理
[学习目标] 1.了解传感器的概念,知道非电学量转换成电学量的技术意义.(重点)2.了解传感器的基本结构及各部分的作用.3.知道光敏电阻、热敏电阻的工作原理,感悟基础知识学习和应用的重要性.(重点)4.通过实验观察和分析,了解传感器的工作原理.(难点)
一、传感器及其分类
1.定义:能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成电信号的器件或装置.
2.传感器的组成:传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成.
(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:是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如电压、电流、频率等.
3.传感器的分类
(1)按被测量分类:加速度传感器、速度传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等.
(2)按工作原理分类:电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、磁电式传感器、差动变压器式传感器等.
(3)按能量传递方式分类:有源传感器和无源传感器.
二、传感器的原理
1.温度传感器的原理
(1)温度传感器:将温度变化转换为电学量变化的装置,它通过测量传感器元件的电学量随温度变化来实现对温度的测量.
(2)热敏电阻:利用半导体材料的阻值随温度变化而变化的特性实现温度测量的,其电阻大小与温度高低有关,温度变化,电阻有明显变化.
2.光电传感器的原理
(1)光电传感器:将光学量变化转化为电学量变化的装置.
(2)应用:路灯光电自动开关电路和红外楼道照明开关电路.
(3)光敏电阻:光电传感器的敏感元件,其阻值随光照的增强而减小.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)传感器是一种联络传递感性的设备.(×)
(2)传感器是一种感知、探测物理量的工具.(×)
(3)传感器是将被测量的非电学量转换成电学量的器件或装置.(√)
(4)光敏电阻受到的光照越强,电阻越小.(√)
(5)热敏电阻一定是随温度的升高,其阻值增大.(×)
2.关于传感器,下列说法不正确的是( )
A.传感器通常是将非电学量转化为电学量的装置
B.压力传感器是将力学量转化为电学量的装置
C.所有传感器都是由半导体材料制成的
D.传感器广泛应用于信息采集系统
C [传感器通常是通过非电学量转换成电学量来传递信息的,A正确;压力传感器是将力学量转化为电学量的装置,B正确;用来制作传感器的材料有半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等,传感器广泛应用于信息采集系统,故C错误,D正确.]
3.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