第一篇：《傳感器及其工作原理》教學(xué)設(shè)計(jì)期

江蘇省南京市第一中學(xué)(210000)郭興華 1設(shè)計(jì)思想

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器的應(yīng)用越來越普及，在我們的身邊大量地使用著各種各樣的傳感器，但是很多學(xué)生會覺得傳感器很神秘，是遙不可及的高科技產(chǎn)品。筆者希望能將學(xué)生實(shí)驗(yàn)和教師演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，通過對實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，了解什么是傳感器，傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的，傳感器在生產(chǎn)、生活中有哪些具體應(yīng)用，為學(xué)生利用傳感器制作簡單的自控裝置作鋪墊。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，注重知識問題化，問題層次化，讓不同層次的學(xué)生都有思考與討論、交流與合作的空間；關(guān)注學(xué)生對知識形成過程的理解，讓學(xué)生親歷思考和探究的過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。2教材分析

本節(jié)課介紹傳感器的概念和一些制造傳感器所使用的敏感元件，使學(xué)生對傳感器的知識有一個初步的了解，體會物理知識在生活中的應(yīng)用。為傳感器的應(yīng)用和利用傳感器制作簡單的自控裝置作鋪墊。3學(xué)情分析

學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中，一般會做大量的習(xí)題，有較強(qiáng)的解題能力。但是，當(dāng)遇到具體的實(shí)際問題和一些簡單的有科技含量的產(chǎn)品時，卻常常不會分析和處理。教材中即使安排了數(shù)量有限的物理實(shí)驗(yàn)和有關(guān)高新技術(shù)發(fā)展的閱讀材料，在實(shí)際教學(xué)中往往也難以落實(shí)。因?yàn)閷W(xué)生對傳感器了解較少，所以教學(xué)時應(yīng)避深奧的理論，消除傳感器的神秘感。學(xué)生之所以會“怕”，就是因?yàn)椴皇煜?，接觸多了，問題就很容易解決了。在教學(xué)中多舉些例子并多做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受傳感器的巨大作用，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。4教學(xué)目標(biāo) 4.1知識和技能

（1）了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。（2）知道常見的傳感器的類型。

（3）了解兩種常見的敏感元件光敏電阻、熱敏電阻及其工作原理。4.2過程和方法

學(xué)生在了解傳感器、熟悉傳感器工作原理的同時，經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。4.3情感態(tài)度價值觀

（1）體會傳感器在生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域中的種種益處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的視野。

（2）通過動手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識。5教學(xué)重難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：理解并掌握傳感器的3種常見敏感元件的工作原理。（2）難點(diǎn)：分析并設(shè)計(jì)傳感器的應(yīng)用電路。6教學(xué)儀器

音樂茶杯、光敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻演示儀、開關(guān)、導(dǎo)線、多用電表、手電筒、小燈泡、干簧管、磁鐵等。7教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)法、探究法、討論法等。8教學(xué)過程 8.1引入課題 上課前，先讓學(xué)生觀看一段機(jī)器人大賽的視頻，機(jī)器人在自動搜尋火源。

看完這個視頻，學(xué)生心中都有一個問題：機(jī)器人是如何自動找到火源的呢？進(jìn)而引入課題。8.2新課教學(xué) 師：“在大家看來傳感器非常神秘，其實(shí)傳感器對我們而言再熟悉不過了，因?yàn)槲覀內(nèi)梭w本身就是傳感器?！?/p>

人類制造的傳感器，就像人的感覺器官一樣，也可以感覺到外界的信息，然后把它轉(zhuǎn)化為生物電信號。其實(shí)傳感器的工作原理就是一感、二傳。它可以感受到外界的非電學(xué)量，然后把它轉(zhuǎn)為電學(xué)量。

（1）問題1：傳感器的定義是什么呢？

傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。

師：在我們的生活中，傳感器的應(yīng)用其實(shí)非常廣泛，請大家看如圖1所示的圖片。這些物體中有哪些是你們認(rèn)識的？

生：圖片1是攝像頭，可以將圖像畫面轉(zhuǎn)化為電信號。

生：圖片5是火災(zāi)報(bào)警器，發(fā)生火災(zāi)的時候可以發(fā)出報(bào)警聲。生：圖2是一個測溫儀，它不需要和人體接觸，就能測出體溫。生：圖6是電子秤，可以稱量物品的重量。

師：同學(xué)們說得都很好，上面圖片中的這些物體都應(yīng)用了傳感器的原理。圖片1和5是光電傳感器的應(yīng)用，圖片2是溫度傳感器的應(yīng)用，圖片3是聲音傳感器的應(yīng)用，圖片4是電容傳感器的應(yīng)用，圖片6是力傳感器的應(yīng)用。

演示實(shí)驗(yàn)1：教師出示一只音樂茶杯，茶杯平放于桌上時，無聲無息，提起茶杯便播放悅耳的音樂。

（2）問題2：音樂茶杯的工作開關(guān)又在哪里？開啟的條件是什么？ 學(xué)生猜測：在茶杯底部，所受壓力發(fā)生改變。

實(shí)驗(yàn)探究：提起茶杯，用手壓杯的底部，音樂并沒有停止。學(xué)生猜測：是由于光照強(qiáng)度的改變。

實(shí)驗(yàn)探究：用一個紙盒擋住底部（不與底部接觸），音樂停止，可見音樂茶杯受光照強(qiáng)度的控制。這是因?yàn)樵谝魳凡璞牡撞坑幸粋€光敏電阻。（3）問題3：光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？ 生：光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻等電學(xué)量。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：

①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸O(shè)計(jì)一個電路，使得小燈泡的亮度隨手電筒的光照強(qiáng)度發(fā)生變化； ②實(shí)驗(yàn)器材：干電池(4節(jié))、小燈泡、光敏電阻、手電筒、導(dǎo)線等。

師：同學(xué)們剛才設(shè)計(jì)的其實(shí)是一個光電報(bào)警電路，當(dāng)光敏電阻所受光強(qiáng)發(fā)生變化時，小燈泡就會發(fā)光報(bào)警。接下來我來演示一下如圖2所示的光電報(bào)警電路。演示實(shí)驗(yàn) ：展示光電報(bào)警電路。

（4）問題4：請同學(xué)們來解釋一下這個光電報(bào)警電路的工作原理？

生：當(dāng)光敏電阻受到光照時，阻值減小，通過電磁繼電器的電流增大，電磁繼電器具有了磁性，將繼電器上方的銜鐵吸引下來。使得接觸點(diǎn)由a、b接觸變?yōu)閎、c接觸，從而將1、2接線柱的電路接通，蜂鳴器發(fā)出了鳴叫。

師：因?yàn)楣饷綦娮璧淖柚惦S光強(qiáng)發(fā)生改變，我們常用光敏電阻做光電傳感器的敏感元件。那么溫度傳感器的敏感元件是什么呢？接下來，我們來介紹熱敏電阻。（5）問題5：熱敏電阻的阻值與溫度變化有什么關(guān)系？ 生：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。

（6）問題6：熱敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？ 生：熱敏電阻能夠?qū)囟绒D(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量。

經(jīng)過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化遵循如圖3所示的變化規(guī)律。

在電學(xué)部分學(xué)習(xí)過小燈泡的歐姆定律，我們知道小燈泡的阻值隨溫度的增大而增大。小燈泡的燈絲是由鎢絲制成的，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料的阻值都隨溫度的升高而增大，有一一對應(yīng)的關(guān)系，因而可以用來制作溫度計(jì)，把它稱為金屬熱電阻。（7）問題7：熱敏電阻和金屬熱電阻有何異同？

生：熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值都隨溫度發(fā)生變化。但是熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。而且在一定范圍內(nèi)，熱敏電阻隨溫度的變化比較靈敏。

（8）問題8：電容式位移傳感器（見圖4）能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)為什么量？ 生:電容式位移傳感器能夠?qū)⑽灰七@個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。

師：當(dāng)被測物體的位移發(fā)生改變時，電容器極板間的電介質(zhì)發(fā)生改變，從而改變電容器的電容值。我們知道影響電容的因素除了電介質(zhì)還有板間距d，以及正對面積S。下面介紹幾類電容器傳感器的應(yīng)用實(shí)例，如圖5~9所示。

當(dāng)電容器的動片轉(zhuǎn)動時，電容器的正對面積發(fā)生改變，從而改變了電容的值。將它制成傳感器，就可以將轉(zhuǎn)過的角度這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。圖6改變正對面積2 當(dāng)導(dǎo)電液體的深度發(fā)生改變時，電容器的正對面積發(fā)生改變。如果將它制成傳感器就可以將液體深度這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。

當(dāng)施加在可動電極上的力發(fā)生改變時，電容器間的距離發(fā)生改變，從而改變了電容的值。如果將它制成傳感器就可以將力這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。

聲波使得電容器的金屬薄膜發(fā)生振動，電容器間的距離發(fā)生改變，從而改變了電容值。如果將它制成傳感器就可以力這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。

現(xiàn)在的觸摸式手機(jī)大多數(shù)都使用了電容屏，當(dāng)按鍵的上的壓力發(fā)生改變時，電容器間的距離發(fā)生改變，從而改變了電容值。如果將它制成傳感器就可以力這個非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。

師：最后，我們再來看這樣的一個盒子，這個盒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)我們不清楚，但是在盒子的旁邊有一個小孔，小孔處露出一個燈泡。當(dāng)我把一個磁鐵靠近盒子時，燈泡發(fā)光了。誰能解釋一下這是什么原因呢？

生：我覺得里面有一個磁性開關(guān)，當(dāng)磁鐵靠近開關(guān)時，開關(guān)就閉合了。

生：我覺得里面有一個線圈，當(dāng)磁鐵靠近時，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以燈泡就發(fā)光了。

生：我覺得里面有一個對磁敏感的元件，當(dāng)磁鐵靠近時，它的某個量發(fā)生改變，從而燈泡發(fā)光了。師：同學(xué)們剛才講的都非常的好，這個盒子里面的確有一個對磁敏感的元件，它叫做干簧管，如 圖10干簧管

當(dāng)磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到控制開關(guān)的作用。（9）問題9：干簧管能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？

生：干簧管能夠?qū)⒋鸥袘?yīng)強(qiáng)度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電路的通斷。師：我們今天學(xué)習(xí)了傳感器的概念，常見的傳感器的類型，以及常見的敏感元件的工作原理。同學(xué)們思考一下家庭中有哪些物體應(yīng)用了傳感的原理。8.3教學(xué)反思

本節(jié)課從學(xué)生感興趣的機(jī)器人滅火大賽入手，設(shè)置懸念，提出問題，激發(fā)學(xué)生興趣，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲。在進(jìn)行“什么是傳感器”的教學(xué)中以人體為例，讓學(xué)生知道傳感器就在我們的身邊，從而消除傳感器在學(xué)生心目中的神秘感。在對光敏電阻、熱敏電阻這些制作傳感器的元器件教學(xué)中，注重將教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。尤其是通過教師演示光電報(bào)警電路，讓學(xué)生知道傳感器在生活中的應(yīng)用非常重要和廣泛。整個教學(xué)過程符合新課程的三維目標(biāo)，體現(xiàn)新課程的理念，注意培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究能力，注意從生活走向物理，從物理走向生活，以此增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。

第二篇：傳感器工作原理

傳感器工作原理

壓電傳感器：基于壓電效應(yīng)的傳感器。是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測量力和能變換為力的非電物理量，如壓力、加速度等(見壓電式壓力傳感器、加速度計(jì))。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施，而且輸出的直流響應(yīng)差，需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷。配套儀表和低噪聲、小電容、高絕緣電阻電纜的出現(xiàn)，使壓電傳感器的使用更為方便。它廣泛應(yīng)用于工程力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、電聲學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。

應(yīng)變傳感器：應(yīng)變傳感器是國內(nèi)外應(yīng)用較廣泛的一種,它是以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件,將非電量如:力、壓力、位移、加速度、扭矩等參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量。

光電傳感器：將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器

熱電傳感器：將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器

電容式傳感器原理

電容式傳感器原理

電容式壓力傳感器簡介

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展極大地豐富了壓力測量產(chǎn)品的種類，現(xiàn)在，壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應(yīng)變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應(yīng)變式傳感器最為多見。

金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷史較長的壓力傳感器，但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用場合受到了很大的限制。

壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制造的一種新型的傳感器，它具有制造方便，成本低廉等特點(diǎn)，但由于半導(dǎo)體材料對溫度極為敏感，所以其性能受溫度影響較大，產(chǎn)品的一致性較差。

電容式傳感器是應(yīng)用最廣泛的一種壓力傳感器，其原理十分簡單。一個無限大平行平板電容器的電容值可表示為：

C= ε s/d（ε 為平行平板間介質(zhì)的介電常數(shù)，d 為極板的間距，s 為極板的覆蓋面積）

改變其中某個參數(shù)，即可改變電容量。由于結(jié)構(gòu)簡單，幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來獲得可變電容。電容式傳感器的初始電容值較小，一般為幾十皮法，它極易受到導(dǎo)線電容和電路的分布電容的影響，因而必須采用先進(jìn)的電子線路才能檢測出電容的微小變化。可以說，一個好的電容式傳感器應(yīng)該是可變電容設(shè)計(jì)和信號處理電路的完美結(jié)合機(jī)械磅秤是利用杠桿位移原理秤量被測物體的質(zhì)量，它是一種模擬測量，所以顯示值誤差很大。電子衡器是利用傳感器測量原理，它是把外部的壓力通過傳感器的彈性梁變形使之貼在上面的應(yīng)變片發(fā)生阻值變化，在激勵電壓的作用下，輸出與被測物成正比的模擬的電信號，給AD電路。

電子衡器的AD電路，它把傳感器送來的模擬信號進(jìn)行調(diào)制、放大、濾波、取樣、積分，輸出穩(wěn)定高效的數(shù)字信號，送給中央微處理器（CPU），由CPU控制內(nèi)部的工作程序通過顯示電路，顯示出被測物重量值。

秤量的標(biāo)定，是由國家標(biāo)準(zhǔn)量值（法定砝碼）的質(zhì)量，輸出的數(shù)字碼（BCD碼）與CPU內(nèi)部程序存儲器所編制的程序校準(zhǔn)碼一致時，便可完成秤量標(biāo)定。模擬衡器是靠標(biāo)準(zhǔn)砝碼直接標(biāo)定，技術(shù)含量低，容易作假（取決于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量）。電子衡器的秤量標(biāo)定需要標(biāo)準(zhǔn)砝碼，但還需要標(biāo)定密碼。標(biāo)定密碼由衡器生產(chǎn)廠家掌握，它是嚴(yán)格保密的。

電子衡器的非法標(biāo)定是利用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的質(zhì)量值與校準(zhǔn)程序的校準(zhǔn)碼值的允許范圍來進(jìn)行的，因?yàn)樾?zhǔn)數(shù)碼值是有一定范圍空間的（例如最大秤量150kg的電子秤，它的50kg內(nèi)碼值是在12000～18000范圍內(nèi)都可以標(biāo)定為50kg顯示值。如果標(biāo)定砝碼實(shí)際質(zhì)量是49kg標(biāo)定出的顯示值是50kg，那么該電子秤顯示150kg時它的實(shí)際重量是147kg。這種秤在市場貿(mào)易中就會造成什么后果，不言而喻。這就是法制計(jì)量在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性。

第一部分 電子秤的原理方框圖:

程式 K/B(按鍵)↑ Fx → 傳感器 → OP放大 → A/D轉(zhuǎn)換 → CPU → 顯示驅(qū)動 → 顯示屏 ↓ 記憶體工作流程說明： 當(dāng)物體放在秤盤上時，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時使用激勵電壓發(fā)生變化，輸出一個變化的模擬信號。該信號經(jīng)放大電路放大輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號輸出到CPU運(yùn)算控制。CPU根據(jù)鍵盤命令以及程序?qū)⑦@種結(jié)果輸出到顯示器。直至顯示這種結(jié)果。

第二部分 秤的分類： 1.按原理分：電子秤 機(jī)械秤 機(jī)電結(jié)合秤 2.按功能分：計(jì)數(shù)秤 計(jì)價秤 計(jì)重秤 3.按用途分：工業(yè)秤 商業(yè)秤 特種秤

第三部分 秤的種類： 1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 2.臺秤 指全稱量在30-300Kg以內(nèi)的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平

第四部分 按精確度分類： I級： 特種天平精密度≥1/10萬 II級： 高精度天平1/1萬≤精密度＜1/10萬 III級： 中精度天平1/1000≤精密度＜1/1萬 IV級： 普通秤 1/100≤精密度＜1/1000

第五部分 專業(yè)術(shù)語： 1.最大稱量： 一臺電子秤不計(jì)皮重，所能稱量的最大的載荷;2.最小稱量： 一臺電子秤在低于該值時會出現(xiàn)的一個相對誤差;3.安全載荷： 120%正常稱量范圍;4.額定載荷： 正常稱量范圍;5.允許誤差： 等級檢定時允許的最大偏差;6.感量： 一臺電子秤所能顯示的最小刻度;通常用“d”來表示;7.解析量： 一臺具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，所能分辯的最小刻度;8.解析度： 一臺具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，內(nèi)部具有分辯能力的一個參數(shù);9.預(yù)熱時間： 一臺秤達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)所用的時間;10.精度： 感量與全稱量的比值;11.電子秤使用環(huán)境溫度為：-10攝氏度 到 40攝氏度 12.臺秤的臺面規(guī)格： 25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm

第六部分 電子秤的特點(diǎn)： 1.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作;2.實(shí)現(xiàn)自動化控制;3.數(shù)字顯示直觀、減小人為誤差;4.準(zhǔn)確度高、分辯率強(qiáng);5.稱量范圍廣;6.特有功能：扣重、預(yù)扣重、歸零、累計(jì)、警示等;7.維護(hù)簡單;8.體積小;9.安裝、校正簡單;10.特種行業(yè)，可接打印機(jī)或電腦驅(qū)動;11.智能化電子秤，反應(yīng)快，效率高;

第七部分 電子秤檢查過程： 1.首先整體檢查：有無磨損和損壞;2.能否開機(jī)：開機(jī)后是否從0到9依次顯示、數(shù)字是否模糊、能否歸零;3.有無背光;4.用砝碼測試能否稱重;5.充電器是否完好，能否使用;6.配件是否齊全;

第八部分 傳感器類型： 1.電阻式：價格適中、精度高、使用廣泛;2.電容式：體積小、精度低;3.磁浮式：特高精度、造價高;4.油壓式：現(xiàn)市場上已淘汰;顯示器種類： 1.LCD（液晶顯示）：免插電、省電、附帶背光;2.LED：免插電、耗電、很亮;3.燈管：插電、耗電、很高;K/B（按鍵）類型： 1.薄膜按鍵：觸點(diǎn)式;2.機(jī)械按鍵：由許多單獨(dú)按鍵組合在一起;傳感器的特性： 1.額定載荷;2.輸出靈敏度;3.非線性;4.滯后;5.重復(fù)性;6.蠕變;7.零點(diǎn)輸出影響;8.額定輸出溫度影響;9.零點(diǎn)輸入;10.輸入阻抗;11.輸出阻抗;12.絕緣阻抗;13.容許激勵電壓;(5-18V)

第九部分 傳感器損壞后現(xiàn)象： 1.稱量不準(zhǔn);2.顯示不歸零;3.顯示的數(shù)字亂跳 判斷傳感器的+E、-E、+S、-S 1.先用電阻檔測4條線兩兩這間的電阻值，共有6組。如為400-450歐 則為+E、-E;如果為350歐，則為+S、-S;為290歐，則為R橋臂;2.在+E、-E端接上+_5V電壓，傳感器正確施加一個壓力，如輸出+_S增大，則紅表筆為+S，反之-S;

第十部分 高精度計(jì)數(shù)秤特點(diǎn)： 1.Kg/Ib單位轉(zhuǎn)換功能;2.零點(diǎn)顯示范圍、調(diào)整功能(GLH系列沒有)3.取樣速度調(diào)節(jié)功能;4.有10組單重記憶功能;5.可同時進(jìn)行重量、數(shù)量、累計(jì)功能(GLH只有數(shù)量累計(jì))6.可設(shè)定重量、數(shù)量上限警示功能;7.自動零點(diǎn)追蹤、溫度線性校正;8.扣重及預(yù)扣重功能;9.待機(jī)功能;10.有零點(diǎn)顯示范圍和零點(diǎn)跟蹤范圍;11.有電池電壓管制限制功能;

壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。

用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感 材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。

傳感器的靈敏度

靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。

它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。

靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。

當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。

提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

傳感器常用術(shù)語

1.傳感器

能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

① 敏感元件是指傳感器中能直接（或響應(yīng)）被測量的部分。

② 轉(zhuǎn)換元件指傳感器中能較敏感元件感受（或響應(yīng)）的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和（或）測量的電信號部分。

③ 當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，則稱為變送器。

2.測量范圍

在允許誤差限內(nèi)被測量值的范圍。

3.量程

測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。

4.精確度

被測量的測量結(jié)果與真值間的一致程度。

5.從復(fù)性

在所有下述條件下，對同一被測的量進(jìn)行多次連續(xù)測量所得結(jié)果之間的符合程度：相同測量方法：

相同觀測者：

相同測量儀器：

相同地點(diǎn)：

相同使用條件：

在短時期內(nèi)的重復(fù)。

6.分辨力

傳感器在規(guī)定測量范圍圓可能檢測出的被測量的最小變化量。

7.閾值

能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測變化量的被測量的最小變化量。

8.零位

使輸出的絕對值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。

9.激勵

為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。

10.最大激勵

在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的最大值。

11.輸入阻抗

在輸出端短路時，傳感器輸入的端測得的阻抗。

12.輸出

有傳感器產(chǎn)生的與外加被測量成函數(shù)關(guān)系的電量。13.輸出阻抗 在輸入端短路時，傳感器輸出端測得的阻抗。14.零點(diǎn)輸出 在市內(nèi)條件下，所加被測量為零時傳感器的輸出。15.滯后 在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測量值增加和減少時，輸出中出現(xiàn)的最大差值。16.遲后 輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。17.漂移 在一定的時間間隔內(nèi)，傳感器輸出終于被測量無關(guān)的不需要的變化量。18.零點(diǎn)漂移 在規(guī)定的時間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時的變化。19.靈敏度 傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。20.靈敏度漂移 由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。21.熱靈敏度漂移 由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。22.熱零點(diǎn)漂移 由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移。23.線性度 校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線一致的程度。24.非線性度 校準(zhǔn)曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。25.長期穩(wěn)定性 傳感器在規(guī)定的時間內(nèi)仍能保持不超過允許誤差的能力。26.固有憑率 在無阻力時，傳感器的自由（不加外力）振蕩憑率。27.響應(yīng) 輸出時被測量變化的特性。28.補(bǔ)償溫度范圍 使傳感器保持量程和規(guī)定極限內(nèi)的零平衡所補(bǔ)償?shù)臏囟确秶?9.蠕變 當(dāng)被測量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時，在規(guī)定時間內(nèi)輸出量的變化。30.絕緣電阻

如無其他規(guī)定，指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時，從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測得的電阻值。

第三篇：溫度傳感器工作原理

空調(diào)溫度傳感器為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱NTC，其阻值隨溫度升高而降低，隨溫度降低而增大。25℃時的阻值為標(biāo)稱值。NTC常見的故障為阻值變大、開路、受潮霉變阻值變化、短路、插頭及座接觸不好或漏電等，引起空調(diào)CPU檢測端子電壓異常引起空調(diào)故障?？照{(diào)常用的NTC有室內(nèi)環(huán)溫NTC、室內(nèi)盤管NTC、室外盤管NTC等三個，較高檔的空調(diào)還應(yīng)用外環(huán)溫NTC、壓縮機(jī)吸氣、排氣NTC等。NTC在電路中主要有如圖一所示兩種用法，溫度變化使NTC阻值變化，CPU端子的電壓也隨之變化，CPU根據(jù)電壓的變化來決定空調(diào)的工作狀態(tài)。本文附表為幾種空調(diào)的NTC參數(shù)。室內(nèi)環(huán)溫NTC作用：室內(nèi)環(huán)溫NTC根據(jù)設(shè)定的工作狀態(tài)，檢測室內(nèi)環(huán)境的溫度自動開停機(jī)或變頻。定頻空調(diào)使室內(nèi)溫度溫差變化范圍為設(shè)定值+1℃，即若制冷設(shè)定24℃時，當(dāng)溫度降到23℃壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度回升到25℃壓縮機(jī)工作；若制熱設(shè)定24℃時，當(dāng)溫度升到25℃壓縮機(jī)停機(jī)，當(dāng)溫度回落到23℃壓縮機(jī)工作。值得說明的是溫度的設(shè)定范圍一般為15℃—30℃之間，因此低于15℃的環(huán)溫下制冷不工作，高于30℃的環(huán)溫下制熱不工作。變頻空調(diào)根據(jù)設(shè)定的工作溫度和室內(nèi)溫度的差值進(jìn)行變頻調(diào)速，差值越大壓縮機(jī)工作頻率越高，因此，壓縮機(jī)啟動以后轉(zhuǎn)速很快提升。室內(nèi)盤管NTC室內(nèi)盤管制冷過冷（低于+3℃）保護(hù)檢測、制冷缺氟檢測；制熱防冷風(fēng)吹出、過熱保護(hù)檢測?？照{(diào)制冷30分鐘自動檢查室內(nèi)盤管的溫度，若降溫達(dá)不到20℃則自動診斷為缺氟而保護(hù)。若因某些原因室內(nèi)盤管溫度降到+3℃以下為防結(jié)霜也停機(jī)（過冷）制熱時室內(nèi)盤管溫度底于32℃內(nèi)風(fēng)機(jī)不吹風(fēng)（防冷風(fēng)），高于52℃外風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，高于58℃壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)（過熱）；有的空調(diào)制熱自動控制內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)速；有的空調(diào)自動切換電輔熱變頻空調(diào)轉(zhuǎn)速控制等。室外盤管NTC制熱化霜溫度檢測，制冷冷凝溫度檢測。制熱化霜是熱泵機(jī)一個重要的功能，第一次化霜為CPU定時（一般在50分鐘），以后化霜則由室外盤管NTC控制（一般為—11℃要化霜，+9℃則制熱）。制冷冷凝溫度達(dá)68℃停壓縮機(jī)，代替高壓壓力開關(guān)的作用；變頻制冷則降頻阻止盤管繼續(xù)升溫。外環(huán)溫NTC控制室外風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、冬季預(yù)熱壓縮機(jī)等。排氣NTC使變頻壓縮機(jī)降頻，避免外機(jī)過熱，缺氟檢測等。吸氣NTC控制制冷劑流量，有步進(jìn)電機(jī)控制節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)。故障分析室內(nèi)外盤管NTC損壞率最高，故障現(xiàn)象也各種各樣。室內(nèi)外盤管NTC由于位處溫度不斷變化及結(jié)露或高溫的環(huán)境，所以其損壞率較高。主要表現(xiàn)在電源正常而整機(jī)不工作、工作短時間停機(jī)、制熱時外機(jī)正常內(nèi)風(fēng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)、外風(fēng)機(jī)不工作或異常停轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)不啟動，變頻效果差，變頻不工作，制熱不化霜等。化霜故障可代換室外盤管NTC或室外化霜板。在電源正常而空調(diào)不工作時也要查室內(nèi)環(huán)溫NTC；空調(diào)工作不停機(jī)或達(dá)不到設(shè)定溫度停機(jī)，也要先查室內(nèi)環(huán)溫NTC；變頻空調(diào)工作不正常也會和它有關(guān)。因室內(nèi)環(huán)溫NTC若出現(xiàn)故障會使得CPU錯誤地判斷室內(nèi)環(huán)溫而引起誤動作。室內(nèi)環(huán)溫NTC損壞率不是很高。

第四篇：傳感器原理及工作過程

傳感器原理及工作過程

在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著：

（1)激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級線圈(輸入)，(3)信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出)，(4)信號處理電路

五 工作過程

向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±５V的直流電源，該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源;由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時，應(yīng)變橋檢測得到的mV級的應(yīng)變信號通過儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強(qiáng)信號，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

本傳感器輸出的頻率信號在零點(diǎn)時為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時為5KHz。即滿量程變量為5000個數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個脈沖，高速或中速采樣時可以用測頻的方法，低速采樣時可以用測周期的方法。本傳感器精度可達(dá)±0.2%～±0.5%（F?S）。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

第五篇：傳感器的工作原理

基本原理是光學(xué)三角法：

半導(dǎo)體激光器①被鏡片②聚焦到被測物體⑥。反射光被鏡片③收集，投射到CMOS陣列④上；信號處理器⑤通過三角函數(shù)計(jì)算陣列④上的光點(diǎn)位置得到距物體的距離。

根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類：

一、傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。

二、化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。

現(xiàn)在越來越受到工業(yè)控制青睞的激光傳感器發(fā)展迅猛，激光傳感器不僅應(yīng)用廣泛，更主要的是利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

ZLDS10X系列品牌激光位移傳感器具有數(shù)字化集成一體化結(jié)構(gòu)，0.01%高分辨率，0.1%高線性度，9.4KHz高響應(yīng)、IP67防護(hù)等級和可同步等高性能。工作溫度范圍寬，特別適用于工業(yè)環(huán)境高精度應(yīng)用。

目前已有不少成熟的產(chǎn)品問世，如光纖轉(zhuǎn)矩傳感器，以及溫度、振動、壓力、流量等傳感器。

在開發(fā)利用新材料同時，由于微電子技術(shù)和微機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，傳感器正朝著微型化、多功能化、智能化方向發(fā)展。微型化傳感器利用微機(jī)械加工技術(shù)將微米級的敏感元件、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)處理裝置集成封裝在一塊芯片上。由于其體積小、價格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以提高系統(tǒng)測試精度，例如把微型壓力傳感器和微型溫度傳感器集成在一起，同時測出壓力和溫度，便可通過芯片內(nèi)運(yùn)算消去壓力測量中的溫度影響。目前已有不少微型傳感器面世，如壓力傳感器、加速度計(jì)、用于防撞的硅加速度計(jì)等。據(jù)說在汽車輪胎內(nèi)嵌入微型壓力傳感器可以保持適當(dāng)充氣，避免充氣過量或不足，從而可節(jié)約燃油10%。多功能化的特性使得傳感器能夠同時檢測2個或2個以上的特性參數(shù)。而智能傳感器由于帶有專用計(jì)算機(jī)，因而具有智能特點(diǎn)。

此外，傳感器響應(yīng)時間、輸出與計(jì)算機(jī)的接口等問題也是重要的研究課題。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，車用傳感器的技術(shù)必將趨于完善