1、第 2 节传感器的应用一、传感器工作的一般模式【应用技巧】 分析传感器问题要注意四点(1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量,如力、热、光、磁、声等。(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件,分析它的输入信号及输出信号,以及输入信号与输出信号间的变化规律。(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构,在熟悉常用电子元件工作特点的基础上,分析电路输出信号与输入信号间的规律。(4)执行机构工作分析传感器的应用,不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程,还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程。二、传感器的应用实例1力传感器的应用电子秤(1)组成及敏感元件:由金属梁和应变片组成,敏感元件是应
2、变片。(2)工作原理 金 属 梁 自由 端 受 力 F 金 属 梁 发生 弯 曲 应 变 片 的电 阻 变 化 两 应 变 片 上 电 压的 差 值 变 化(3)作用:应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。2温度传感器的应用实例3.光传感器的应用火灾报警器报警器带孔的罩子内装有发光二极管 LED、发光三极管和不透明的挡板。【知识拓展】 (1)电子秤的工作原理: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大,下表面的电阻变小。力 F 越大,弯曲形变越大,应变片的电阻变化就越大。如果
3、让应变片中通过的电流保持恒定,那么上表面应变片两端的电压变大,下表面应变片两端的电压变小。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越大,由电压差值的大小,即可得到外力 F 的大小。(2)电熨斗的自动控温原理:其内部装有双金属片温度传感器,如图所示。常温下,上下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上层金属膨胀大,下层金属膨胀小,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,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用。(3)电饭锅工作原理:电饭锅工作时,按下开关按钮,感温磁体与永磁体接触,两个接线螺钉通过触点相连,电路接通,开始工作,电饭锅内温度升高,当达到 103 时,感温磁体与永磁体分离,带动触点分离,电路断开,不再加热,电饭锅停止工作。(4)火灾报警器工作原理:带孔的罩子内装有发光二极管 LED、光电三极管和不透明的挡板。平时,光电三极管收不到 LED 发出的光,呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小,与传感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报。