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(lái)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(huì)覺(jué)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(lái)，通過(guò)對(duì)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(jiǎn)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(shí)問(wèn)題化，問(wèn)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(duì)知識(shí)形成過(guò)程的理解，讓學(xué)生親歷思考和探究的過(guò)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(duì)傳感器的知識(shí)有一個(gè)初步的了解，體會(huì)物理知識(shí)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(jiǎn)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(huì)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(wèn)題和一些簡(jiǎn)單的有科技含量的產(chǎn)品時(shí)，卻常常不會(huì)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(duì)傳感器了解較少，所以教學(xué)時(shí)應(yīng)避深?yuàn)W的理論，消除傳感器的神秘感。學(xué)生之所以會(huì)“怕”，就是因?yàn)椴皇煜?，接觸多了，問(wèn)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(ài)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(shí)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(jiàn)的傳感器的類型。

（3）了解兩種常見(jiàn)的敏感元件光敏電阻、熱敏電阻及其工作原理。4.2過(guò)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(shí)，經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)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(jià)值觀

（1）體會(huì)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(guò)動(dòng)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(shí)。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(jiàn)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(lè)茶杯、光敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻演示儀、開(kāi)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(guò)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(dòng)搜尋火源。

看完這個(gè)視頻，學(xué)生心中都有一個(gè)問(wèn)題：機(jī)器人是如何自動(dòng)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(lái)傳感器非常神秘，其實(shí)傳感器對(duì)我們而言再熟悉不過(guò)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(jué)器官一樣，也可以感覺(jué)到外界的信息，然后把它轉(zhuǎn)化為生物電信號(hào)。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(wèn)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(qǐng)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(shí)的？

生：圖片1是攝像頭，可以將圖像畫面轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

生：圖片5是火災(zāi)報(bào)警器，發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候可以發(fā)出報(bào)警聲。生：圖2是一個(gè)測(cè)溫儀，它不需要和人體接觸，就能測(cè)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(shuō)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(lè)茶杯，茶杯平放于桌上時(shí)，無(wú)聲無(wú)息，提起茶杯便播放悅耳的音樂(lè)。

（2）問(wèn)題2：音樂(lè)茶杯的工作開(kāi)關(guān)又在哪里？開(kāi)啟的條件是什么？ 學(xué)生猜測(cè)：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(lè)并沒(méi)有停止。學(xué)生猜測(cè)：是由于光照強(qiáng)度的改變。

實(shí)驗(yàn)探究：用一個(gè)紙盒擋住底部（不與底部接觸），音樂(lè)停止，可見(jiàn)音樂(lè)茶杯受光照強(qiáng)度的控制。這是因?yàn)樵谝魳?lè)茶杯的底部有一個(gè)光敏電阻。（3）問(wèn)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(gè)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(gè)光電報(bào)警電路，當(dāng)光敏電阻所受光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，小燈泡就會(huì)發(fā)光報(bào)警。接下來(lái)我來(lái)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(wèn)題4：請(qǐng)同學(xué)們來(lái)解釋一下這個(gè)光電報(bào)警電路的工作原理？

生：當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，阻值減小，通過(guò)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(lái)。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(lái)，我們來(lái)介紹熱敏電阻。（5）問(wèn)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(wèn)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(gè)電學(xué)量。

經(jīng)過(guò)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(guò)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(duì)應(yīng)的關(guān)系，因而可以用來(lái)制作溫度計(jì)，把它稱為金屬熱電阻。（7）問(wèn)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(wèn)題8：電容式位移傳感器（見(jiàn)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(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

師：當(dāng)被測(cè)物體的位移發(fā)生改變時(shí)，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(duì)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(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電容器的正對(duì)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(guò)的角度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。圖6改變正對(duì)面積2 當(dāng)導(dǎo)電液體的深度發(fā)生改變時(shí)，電容器的正對(duì)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(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

當(dāng)施加在可動(dòng)電極上的力發(fā)生改變時(shí)，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(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

聲波使得電容器的金屬薄膜發(fā)生振動(dòng)，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(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)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(shí)，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(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

師：最后，我們?cè)賮?lái)看這樣的一個(gè)盒子，這個(gè)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(gè)小孔，小孔處露出一個(gè)燈泡。當(dāng)我把一個(gè)磁鐵靠近盒子時(shí)，燈泡發(fā)光了。誰(shuí)能解釋一下這是什么原因呢？

生：我覺(jué)得里面有一個(gè)磁性開(kāi)關(guān)，當(dāng)磁鐵靠近開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)就閉合了。

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

生：我覺(jué)得里面有一個(gè)對(duì)磁敏感的元件，當(dāng)磁鐵靠近時(shí)，它的某個(gè)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(gè)盒子里面的確有一個(gè)對(duì)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(shí)，兩個(gè)簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到控制開(kāi)關(guān)的作用。（9）問(wèn)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(gè)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(jiàn)的傳感器的類型，以及常見(jiàn)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(wèn)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(duì)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(dòng)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(guò)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(gè)教學(xué)過(guò)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(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(jiàn)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(jiǎn)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(lái)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(guó)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(jiǎn)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(jiàn)。

金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷史較長(zhǎng)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(jiǎn)單。一個(gè)無(wú)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(jiǎn)單，幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來(lái)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(shuō)，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(guò)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(lái)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(guò)顯示電路，顯示出被測(cè)物重量值。

秤量的標(biāo)定，是由國(guó)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(lái)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(guó)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(shuō)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(wàn) II級(jí)： 高精度天平1/1萬(wàn)≤精密度＜1/10萬(wàn) III級(jí)： 中精度天平1/1000≤精密度＜1/1萬(wàn) IV級(jí)： 普通秤 1/100≤精密度＜1/1000

第五部分 專業(yè)術(shù)語(yǔ)： 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(lái)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(jiǎn)單;8.體積小;9.安裝、校正簡(jiǎn)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(guò)程： 1.首先整體檢查：有無(wú)磨損和損壞;2.能否開(kāi)機(jī)：開(kāi)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(wú)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(méi)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(lái)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(yǔ)

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?jī)x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(wú)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(zhǎng)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(guò)允許誤差的能力。26.固有憑率 在無(wú)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(wú)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(jiǎn)稱NTC，其阻值隨溫度升高而降低，隨溫度降低而增大。25℃時(shí)的阻值為標(biāo)稱值。NTC常見(jiàn)的故障為阻值變大、開(kāi)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(cè)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(gè)，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(lái)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(cè)室內(nèi)環(huán)境的溫度自動(dòng)開(kāi)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(shí)，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(shí)，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(shuō)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(dòng)以后轉(zhuǎn)速很快提升。室內(nèi)盤管NTC室內(nèi)盤管制冷過(guò)冷（低于+3℃）保護(hù)檢測(cè)、制冷缺氟檢測(cè)；制熱防冷風(fēng)吹出、過(guò)熱保護(hù)檢測(cè)?？照{(diào)制冷30分鐘自動(dòng)檢查室內(nèi)盤管的溫度，若降溫達(dá)不到20℃則自動(dòng)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(guò)冷）制熱時(shí)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(guò)熱）；有的空調(diào)制熱自動(dòng)控制內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)速；有的空調(diào)自動(dòng)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(cè)，制冷冷凝溫度檢測(cè)。制熱化霜是熱泵機(jī)一個(gè)重要的功能，第一次化霜為CPU定時(shí)（一般在50分鐘），以后化霜?jiǎng)t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(kāi)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(guò)熱，缺氟檢測(cè)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(shí)間停機(jī)、制熱時(shí)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(dòng)，變頻效果差，變頻不工作，制熱不化霜等?；收峡纱鷵Q室外盤管NTC或室外化霜板。在電源正常而空調(diào)不工作時(shí)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(huì)和它有關(guān)。因室內(nèi)環(huán)溫NTC若出現(xiàn)故障會(huì)使得CPU錯(cuò)誤地判斷室內(nèi)環(huán)溫而引起誤動(dòng)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(guò)程

傳感器原理及工作過(guò)程

在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)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(jí)線圈，(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)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(hào)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(jí)線圈(輸入)，(3)信號(hào)環(huán)形變壓器次級(jí)線圈(輸出)，(4)信號(hào)處理電路

五 工作過(guò)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(guò)TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過(guò)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(guò)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(guò)儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過(guò)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(guò)傳感器外殼上的信號(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。

本傳感器輸出的頻率信號(hào)在零點(diǎn)時(shí)為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為5KHz。即滿量程變量為5000個(gè)數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測(cè)量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測(cè)量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測(cè)頻的方法，低速采樣時(shí)可以用測(cè)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(hào)，所以無(wú)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(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(guò)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(lái)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(wú)接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量。激光傳感器常用于長(zhǎng)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(wèn)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(kāi)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(guò)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(shuō)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(guò)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(wèn)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