传感器及其工作原理一、要点扫描1、对传感器的认识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、处理的电学量或电路的通断的一种组件,即转换时可以分成两类:一类是模拟量,如电阻、电压、电流等,便于计量,光敏电阻就属于这一类;另一类是开关量,如电路的通与断,便于实现控制的功能,干簧管就属于这一类
2、几种常见传感器元器件(1)光敏电阻光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化,能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
(2)热敏电阻热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
热敏电阻与金属热电阻的异同:金属热电阻热敏电阻阻值随温度的变化关系随温度升高阻值变大一般随温度升高阻值变小制作材料金属半导体(金属氧化物)优点化学稳定性好,测温范围大灵敏度高缺点灵敏度差化学稳定性差,范围小图1为电阻——温度特性图线,其中1为金属电阻,2为热敏电阻
可以看出,热敏电阻的阻值随温度变化非常明显
(3)霍尔元件MN间的霍尔电压,其中k、d为定值,若保持I恒定,则UH的变化就与B成正比,即能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
(4)电容器电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素
如果某一物理量(如角度、位移、深度等)的变化能引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化,即能够将其120TR图1BINMUH图2它物理量转换成电容这个电学量
改变S测角度θ改变S测高度h改变d测压力F改变ε测位移x(5)滑动变阻器如果某一物理量(如质量、位移等)的变化能引起滑动触头的移动,从而改变触头与其中一端的电阻或电压的变化,,通过测量电阻或电压,就能测定上述物理量的变化,即能够将其它物理量转换成电阻或电压这些电学量
二、典例解析【例1】如