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第六章 传感器 【知识要点提示】 第一节 传感器及其工作原理 一．传感器：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 量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等＿＿＿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。 1．传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换为 信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。 2．生产和生活中传感器的应用很多，常见的传感器有：力传感器、声传感器、温度传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器、位移传感器 、液面传感器 、速度传感器 、加速度传感器、热敏传感器、射线辐射传感器、振动传感器、 湿敏传感器、真空度传感器等等。 二．常见传感器元件 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，光敏电阻能够把 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．金属热电阻和热敏电阻：① 金属热电阻的电阻率随温度的升高而 ，用金属丝可以制作 传感器，称为 。它能把 这个热学量转换为 这个电学量。② 热敏电阻（由半导体材料制成）的电阻率则随温度的升高而 ，也可以用来制做温度传感器。金属热电阻的 好，测温范围 ，但 较差。 3．电容式位移传感器能够把物体的 这个力学量转换为 这个电学量。 4．霍尔元件能够把 这个磁学量转换为电压这个电学量。 5．电感式位移传感器能够把物体的 这个力学量转换为 这个电学量。 第二节 传感器的应用实例(一) 一．力传感器的应用-----电子秤 1．电子秤里有 片、电压放大器、模数转换器、微处理器和数字显示器等器件。应变片（多用半导体材料制成）受到力的作用时 ,它的 会发生变化,把应变片放在合适的电路中，它能够把物体的 这个力学量转换为 这个电学量。 2．工作原理如图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变 ，下表面应变片的电阻变 。F越大, 弯曲形变＿＿＿， 应变片的阻值变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定,那末上面应变片两端的电压 ， 下面应变片两端的电压 。传感器把这两个电压的差值输出.外力越大, 输出的电压差值也就＿＿＿ 。 二．声传感器的应用----话筒 1．话筒是一种常用的 ，其作用是把 转换成 话筒分为： 、 、 等几种。 2．电容式话筒原理：是绝缘支架,薄金属膜和固定电极形成一个电容器，被直流电源充电。当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压（参考课本上的原理图）。 3．驻极体话筒：它的特点是 ， ， ， 。其工作原理同电容式话筒类似，只是其内部感受声波的是 。 三．温度传感器的应用-----电熨斗 1．在电熨斗中，装有双金属片温度传感器，其作用是 ，当温度发生变化时, 双金属片的 不同，从而能控制电路的通断。 2．电熨斗的自动控温原理：常温下，上、下触点是接触的,但温度过高时，由于双金属片的热膨胀系数不同，上部金属膨胀系数 ，下部金属膨胀系数 ，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热。温度降低后, 双金属片恢复原状，重新接通电源，从而保持温度不变。 第三节 传感器的应用（二） 一．温度传感器的应用——电饭锅 1．电饭锅中的温度传感器主要元件是 ，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点” 2．感温铁氧体是用 、 和 混合烧制而成的。 二．温度传感器的应用——测温仪 1