第一篇：2015年高中物理 6.1 傳感器及其工作原理教案 新人教版選修3-2

第一節(jié) 傳感器及其工作原理

教學(xué)目標(biāo)：

1.知道什么是傳感器，理解各類傳感器的工作原理 2.知道光敏電阻特點(diǎn)及作用

3.掌握熱敏電阻和金屬電阻的特點(diǎn)及區(qū)別

4.理解霍爾元件的原理及作用會(huì)用得各類元件(熱敏電阻、光敏電阻、霍爾元件等)設(shè)計(jì)簡單的控制電路

教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)各種常見的傳感器；了解光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：光敏電阻、熱敏電阻、霍爾元件的工作原理 教學(xué)方法：PPT課件，演示實(shí)驗(yàn)，講授 教學(xué)用具：PPT課件,光敏電阻，干簧管等 教學(xué)過程：

（一）引入新課

教師：引導(dǎo)學(xué)生看教材55頁“勇氣號(hào)”火星探測(cè)器的彩色照片；列舉生活中的一些自動(dòng)控制實(shí)例，如遙控器控制電視開關(guān)、日光控制路燈的開關(guān)、聲音強(qiáng)弱控制走廊照明燈開關(guān)等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引出課題。

學(xué)生：列舉自己知道的自動(dòng)控制的其他實(shí)例。如當(dāng)走近自動(dòng)門時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開；電梯關(guān)門，當(dāng)兩門靠攏到接觸人體時(shí)，門又會(huì)重新自動(dòng)打開等等。演示實(shí)驗(yàn)：

干簧管控制電路的通斷: 如圖，小盒子A的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒有開關(guān)，但是把磁鐵B放到盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡熄滅.（演示實(shí)驗(yàn)1：干簧管傳感器）

（演示實(shí)驗(yàn)1：干簧管傳感器）（干簧管的實(shí)物及原理圖）

學(xué)生對(duì)干簧管并不熟悉，因此才有了好奇。聲光控開關(guān)在生活中很普及，所以又有親切感 學(xué)生活動(dòng)：

①當(dāng)冰箱內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，而當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)停止。冰箱的控制，是通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的。

②樓梯道的電燈，晚上，有人經(jīng)過樓道時(shí)，開關(guān)自動(dòng)接通，燈就亮；白天，不管是否有人經(jīng)過，開關(guān)都是斷開的，燈總是不亮，這種開關(guān)用的就是聲光傳感器。

③為了防止火災(zāi)的發(fā)生，在賓館房間的天花板上大多有一個(gè)小盒子，當(dāng)房間失火時(shí)它能感知出現(xiàn)的煙霧，通過電路發(fā)出警報(bào)，這個(gè)小盒子就是煙霧傳感器

（二）新課教學(xué)

1、什么是傳感器

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

(2)．傳感器的作用是什么：傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。

為了制作傳感器，需要一些元器件，下面我們就來看幾個(gè)實(shí)際的例子。

2、光敏電阻

【演示實(shí)驗(yàn)】比較光敏電阻在不同光照條件下的電阻之不同

空穴和自由電子的形成，是由于光照和溫度升高載流子獲得能量

現(xiàn)象：光敏電阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生明顯變化。普通電阻則不會(huì)發(fā)生變化。問題：

（1）光敏電阻的電阻率與什么有關(guān)？

（2）光敏電阻受到光照時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？怎樣解釋？（3）光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？ 學(xué)生回答：

（1）光敏電阻的電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)。（2）光敏電阻受到光照時(shí)電阻會(huì)變小。硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。（3）光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。3．熱敏電阻和金屬熱電阻

1、金屬導(dǎo)線

2、熱敏電阻

問題：

（1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系是否相同？（2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？ 學(xué)生回答：

（1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系不相同。金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變好。

（2）熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測(cè)量范圍較??；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測(cè)量范圍較大，但靈敏度較差。

（3）熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)釋W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。

問題：如圖，當(dāng)被測(cè)物體左右方向發(fā)生位移時(shí)，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動(dòng)，如果測(cè)出了電容的變化，就能知道物體位置的變化，用什么方法可以檢測(cè)電容的變化？

學(xué)生回答：電容式傳感器能夠把位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

其它電容傳感器：電容式壓力傳感器、電容式位移傳感器、電容式角度測(cè)試儀、電容式電解液液面升降測(cè)試器 4．霍爾元件

1879年美國物理學(xué)家霍爾觀察到，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一個(gè)矩形截面的載流導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)了電勢(shì)差。人們把這樣的現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，所產(chǎn)生的電勢(shì)差叫霍爾電壓。人們利用霍爾效應(yīng)做成了霍爾元件。如圖，霍爾元件是在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作4個(gè)電極E、F、M、N而成。若在E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使M、N間出現(xiàn)電壓UH。這個(gè)電壓叫霍爾電壓，其決定式為UH?k

設(shè)載流子的電荷量為q，沿電流方向定向運(yùn)動(dòng)的平均

FN??IB。式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，它的大小與薄片的材料有關(guān) dIEUHMB速率為v，單位體積內(nèi)自由移動(dòng)的載流子數(shù)為n，垂直電流方向?qū)w板的橫向?qū)挾葹閍，則電流的微觀表達(dá)式為

I?nqadv ①

載流子在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力f?qvB

載流子在洛倫茲力作用下側(cè)移，兩個(gè)側(cè)面出現(xiàn)電勢(shì)差，載流子受到的電場(chǎng)力為F?qUH a當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，即qvB?qUH ② a由①②式得UH?IB ③ nqd1，則上式可寫為 nq式中的nq與導(dǎo)體的材料有關(guān)，對(duì)于確定的導(dǎo)體，nq是常數(shù)。令k?UH?kIB ④ d一個(gè)確定的霍爾元件的d、k、為定值，再保持I不變，則UH的變化就與B成正比。這樣，霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個(gè)電學(xué)量。

課堂小結(jié)：本節(jié)講了傳感器的概念，三個(gè)電阻（光敏電阻、熱敏電阻、金屬熱電阻），一個(gè)元件（霍爾元件）

作業(yè)：整理本節(jié)知識(shí)點(diǎn)4霍爾元件

第二篇：高中物理 7.4《溫度和溫標(biāo)》教案 新人教選修3-3

7.4 溫度和溫標(biāo)

新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

1．了解系統(tǒng)的狀態(tài)參量以及平衡態(tài)的概念。2．掌握熱平衡的概念及熱平衡定律

3．掌握溫度與溫標(biāo)的定義以及熱力學(xué)溫度的表示。

（二）過程與方法

通過學(xué)習(xí)溫度與溫標(biāo)，體會(huì)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

體會(huì)生活中的熱平衡現(xiàn)象，感應(yīng)熱力學(xué)溫度的應(yīng)用。

教學(xué)重點(diǎn)

熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。

教學(xué)難點(diǎn)

有關(guān)熱力學(xué)溫度的計(jì)算。

教學(xué)方法

講練法、舉例法、閱讀法

教學(xué)用具：

投影儀、投影片

教學(xué)過程

（－）引入新課

教師：在初中我們已學(xué)過了測(cè)量溫度時(shí)常用的一種單位，叫“攝氏度”。大家都知道：它是以冰水混合物的溫度為0度，以一個(gè)大氣壓下沸水的溫度為100度，在這兩溫度之間等分100個(gè)等份，每一等份為1個(gè)溫度單位，叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的測(cè)溫方法叫攝氏溫標(biāo)，以攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)溫度和溫標(biāo)的知識(shí)。

（二）進(jìn)行新課

1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量

教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P11有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是系統(tǒng)的狀態(tài)參量？并舉例說明。（2）舉例說明，什么平衡態(tài)？

學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）在物理學(xué)中，通常把所研究的對(duì)象稱為系統(tǒng)。為了描述系統(tǒng)的狀態(tài)，需要用到一些物理量，例如，用體積描述它的幾何性質(zhì)，用壓強(qiáng)描述力學(xué)性質(zhì)，用溫度描述熱學(xué)性質(zhì)……這些描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。

（2）要定量地描述系統(tǒng)的狀態(tài)往往很難，因?yàn)橛袝r(shí)系統(tǒng)各部分的參量并不相同，而且可能

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正在變化。然而在沒有外界影響的情況下，只要經(jīng)過足夠長的時(shí)間，系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會(huì)達(dá)到穩(wěn)定。舉例說，把不同壓強(qiáng)、不同溫度的氣體混在同一個(gè)容器中，如果容器和外界沒有能量的交換，經(jīng)過一段時(shí)間后，容器內(nèi)各點(diǎn)的溫度、壓強(qiáng)就會(huì)變得一樣。這種情況下我們說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài)，否則就是非平衡態(tài)。2．熱平衡與溫度

教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P12有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是熱平衡？

（2）怎樣理解“熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)”？（3）怎樣判斷“兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的”？（4）熱平衡定律的內(nèi)容是什么？

（5）溫度是如何定義的？其物理意義是什么？ 學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）對(duì)于兩個(gè)相互作用的系統(tǒng)，如果它們之間沒有隔熱材料，它們相互接觸，或者通過導(dǎo)熱性能很好的材料接觸，這兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會(huì)互相影響而分別改變。最后，兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，說明兩個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)具有了某個(gè)“共同性質(zhì)”，此時(shí)我們說兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。

（2）兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開，如果分開后它們都不受外界影響，再把它們重新接觸，它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此，熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。

（3）只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，我們就說這兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。

（4）實(shí)驗(yàn)表明：如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡，這個(gè)結(jié)論稱為熱平衡定律。

（5）兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí)，它們具有一個(gè)“共同性質(zhì)”，我們就把表征這一“共同性質(zhì)”的物理量定義為溫度。也就是說，溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量，它的特征就是“一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”。3．溫度計(jì)與溫標(biāo)

教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P13有關(guān)內(nèi)容?；卮饐栴}：（1）什么是溫標(biāo)？

（2）如何來確定一個(gè)溫標(biāo)？并以“攝氏溫標(biāo)”的確定為例加以說明。

（3）什么是熱力學(xué)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度？熱力學(xué)溫度的單位是什么？熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系怎樣？

學(xué)生：閱讀教材，思考討論，回答問題。

參考答案：

（1）如果要定量地描述溫度，就必須有一套方法，這套方法就是溫標(biāo)。

（2）確定一個(gè)溫標(biāo)時(shí)首先要選擇一種測(cè)溫的物質(zhì)，根據(jù)這種物質(zhì)的某個(gè)特性來制造溫度計(jì)。例如，可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計(jì)，這時(shí)我們規(guī)定細(xì)管中水銀柱的高度與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系；也可以根據(jù)鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度計(jì)，這時(shí)我們現(xiàn)定鉑的電阻與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系。同樣的道理，還可以根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來制造氣體溫度計(jì)，根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來制造熱電偶溫度計(jì)，等等。確定了測(cè)溫物質(zhì)和這種物質(zhì)用以測(cè)溫的某種性質(zhì)之后，還要確定溫度的零點(diǎn)和分度的方法。例如，早期的攝氏溫標(biāo)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃；并據(jù)此把玻璃管上0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份，每份算做1℃。

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（3）以-273.15℃（在高中階段可簡單粗略地記成-273℃）作為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo)，也叫絕對(duì)溫標(biāo)。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度。它是國際單位制中七個(gè)基本物理量之一，用符號(hào) T表示，單位是開爾文，簡稱開，符號(hào)為K。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系是： T= t+273.15K 說明：熱力學(xué)溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學(xué)溫度的零度即0K，叫絕對(duì)零度，它是宇宙中只能無限接近，但不可能達(dá)到的低溫的極限。

典例探究

例１ 細(xì)心觀察可以發(fā)現(xiàn)，常見液體溫度計(jì)的下部的玻璃泡較大，壁也比較薄，上部的管均勻而且很細(xì)，想一想，溫度計(jì)為什么要做成這樣呢？

解析：這樣做的目的都是為了使測(cè)量更準(zhǔn)確、更方便。下部較大而上部很細(xì)，這樣下部儲(chǔ)存的液體就比較多，當(dāng)液體膨脹收縮時(shí)，膨脹或收縮不大的體積，在細(xì)管中的液面就有較大的變化，可以使測(cè)量更精確；下部的壁很薄，可以使玻璃泡內(nèi)的測(cè)溫物質(zhì)的溫度較快地與待測(cè)物質(zhì)的溫度一致；細(xì)管的粗細(xì)是均勻的，是為了使刻度均勻，更便于讀數(shù)。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了： 1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量。2．熱平衡與溫度的概念。3．溫度計(jì)與溫標(biāo)。課余作業(yè)

1．閱讀P14“科學(xué)漫步”中的材料。2．完成P15“問題與練習(xí)”的題目。附：課后練習(xí)

1．關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度，以下說法正確的是（）A．熱力學(xué)溫度的單位“K”是國際單位制中的基本單位 B．溫度升高了1℃就是升高了1K C．1℃就是1 K D．0℃的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K 2．（1）水的沸點(diǎn)是______℃=_________K；（2）絕對(duì)零度是______℃=_________K；

（3）某人體溫是36.5℃，也可以說體溫為______K；此人體溫升高1.5℃，也可以說體溫升高了______K。

（4）10℃=______K；

10K=______℃；

27℃=______K；

27K=______℃；

273℃=______K；

273K=______℃；（5）若Δt=40℃，則ΔT=______K；若ΔT=25K，則Δt=______℃。

參考答案： 1．A BD 2．（1）100；373（2）－273.15；0（3）36.5；309；310.5（4）283；－263；300；－246；546；0（5）40；25

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第三篇：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(cè)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(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器

熱電傳感器：將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(cè)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(chǎng)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(duì)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(gè)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(gè)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(cè)出電容的微小變化?？梢哉f，一個(gè)好的電容式傳感器應(yīng)該是可變電容設(shè)計(jì)和信號(hào)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(cè)物體的質(zhì)量，它是一種模擬測(cè)量，所以顯示值誤差很大。電子衡器是利用傳感器測(cè)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(lì)電壓的作用下，輸出與被測(cè)物成正比的模擬的電信號(hào)，給AD電路。

電子衡器的AD電路，它把傳感器送來的模擬信號(hào)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(hào)，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(cè)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(chǔ)器所編制的程序校準(zhǔn)碼一致時(shí)，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(shí)它的實(shí)際重量是147kg。這種秤在市場(chǎng)貿(mào)易中就會(huì)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(dòng) → 顯示屏 ↓ 記憶體工作流程說明： 當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，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(shí)使用激勵(lì)電壓發(fā)生變化，輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào)。該信號(hào)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(hào)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(jià)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(tái)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(jí)： 特種天平精密度≥1/10萬 II級(jí)： 高精度天平1/1萬≤精密度＜1/10萬 III級(jí)： 中精度天平1/1000≤精密度＜1/1萬 IV級(jí)： 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(tái)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(tái)電子秤在低于該值時(shí)會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)相對(duì)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(jí)檢定時(shí)允許的最大偏差;6.感量： 一臺(tái)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(tái)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(tái)具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，內(nèi)部具有分辯能力的一個(gè)參數(shù);9.預(yù)熱時(shí)間： 一臺(tái)秤達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)所用的時(shí)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(tái)秤的臺(tái)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(dòng)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(dòng);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(cè)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(jià)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(jià)高;4.油壓式：現(xiàn)市場(chǎng)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(lì)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(cè)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(gè)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(shí)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(dòng)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(cè)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(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)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(cè)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?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)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(gè)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(shí)，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(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。

提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)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(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)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?jìng)鞲衅髦心苤苯樱ɑ蝽憫?yīng)）被測(cè)量的部分。

② 轉(zhuǎn)換元件指?jìng)鞲衅髦心茌^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(cè)量的電信號(hào)部分。

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

2.測(cè)量范圍

在允許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。

3.量程

測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。

4.精確度

被測(cè)量的測(cè)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(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的符合程度：相同測(cè)量方法：

相同觀測(cè)者：

相同測(cè)量儀器：

相同地點(diǎn)：

相同使用條件：

在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。

6.分辨力

傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍圓可能檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量。

7.閾值

能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的最小變化量。

8.零位

使輸出的絕對(duì)值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。

9.激勵(lì)

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(lì)

在市內(nèi)條件下，能夠施加到傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的最大值。

11.輸入阻抗

在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入的端測(cè)得的阻抗。

12.輸出

有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。13.輸出阻抗 在輸入端短路時(shí)，傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。14.零點(diǎn)輸出 在市內(nèi)條件下，所加被測(cè)量為零時(shí)傳感器的輸出。15.滯后 在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測(cè)量值增加和減少時(shí)，輸出中出現(xiàn)的最大差值。16.遲后 輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。17.漂移 在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出終于被測(cè)量無關(guān)的不需要的變化量。18.零點(diǎn)漂移 在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)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(shí)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(shí)，傳感器的自由（不加外力）振蕩憑率。27.響應(yīng) 輸出時(shí)被測(cè)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(cè)量機(jī)器多有環(huán)境條件保持恒定時(shí)，在規(guī)定時(shí)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(shí)，從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測(cè)得的電阻值。

第四篇：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(cè)物體⑥。反射光被鏡片③收集，投射到CMOS陣列④上；信號(hào)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(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

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(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

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(cè)量。激光傳感器常用于長度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)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(jí)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(dòng)、壓力、流量等傳感器。

在開發(fā)利用新材料同時(shí)，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(jí)的敏感元件、信號(hào)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(jià)格便宜、便于集成等特點(diǎn)，可以提高系統(tǒng)測(cè)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(shí)測(cè)出壓力和溫度，便可通過芯片內(nèi)運(yùn)算消去壓力測(cè)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(shí)檢測(cè)2個(gè)或2個(gè)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(shí)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

第五篇：傳感器工作原理分類

傳感器工作原理分類

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(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

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(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

向溫度傳感器提供±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(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)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(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過外殼上的信號(hào)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(hào)，該信號(hào)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(dòng)--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。有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。

大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的。化學(xué)傳感器技術(shù)問題較多，例如可靠性問題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長。

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