62传感器的应用
物理人教版高中选修3-2人教课标版 - 选修3-2传感器的应用
第六章传感器6．2 传感器的应用（一）★新课标要求（一）知识与技能1．了解力传感器在电子秤上的应用。
2．了解声传感器在话筒上的应用。
3．了解温度传感器在电熨斗上的应用。
（二）过程与方法通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。
（三）情感、态度与价值观在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。
★教学重点各种传感器的应用原理及结构。
★教学难点各种传感器的应用原理及结构。
★教学方法实验法、观察法、讨论法。
★教学工具驻极体话筒的工作电路示教板，示波器，学生电源，电熨斗，日光灯起动器（若干）★教学过程（一）引入新课师：上节课我们学习了传感器及其工作原理。
传感器是能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路通断的一类元件。
请大家回忆一下光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电学量的元件？生：光敏电阻将光学量转化为电阻这个电学量。
热敏电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学量。
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。
师：这节课我们来学习传感器的应用。
［板书课题］传感器的应用（一）（二）进行新课1、传感器应用的一般模式师：阅读教材开头几段，然后合上书，在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。
生：阅读教材并在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。
师：下面学习几个传感器应用的实例。
2．力传感器的应用——电子秤师：阅读教材61页最后一段，思考并回答问题。
（1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？（2）简述力传感器的工作原理。
（3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？生：阅读教材，思考并回答问题。
师：总结点评，结合板画强调讲解应变片测力原理（如图所示）。
应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量。
3．声传感器的应用——话筒师：阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。
传感器原理与应用
《传感器原理与应用》 , 第58页第四章电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应把铰测的物理量加位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数人或互感系数AJ的变化，再由涵量电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。
电感式传感器具有以下特点：(1)结构简单，传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长；(2)灵敏度和分辨率高，能测出0．01Pm酌位移变化。
传感器的输出信号强，电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出；(3)线性度和重复性都比较好，在一定位移范围几十微米至数毫米内．传感器非线性误差可做到0．05％一0．1％，并且稳定性也较好。
同时．这种传感器能实现信息的远距离传辖、记录、显示和控制，它在上业自动控制系统中广泛被采用；但是它台频率响应较低，不宜快速动态测控等缺点。
电感式传感器种类很多，本章主要介绍自感式、互感式和涡流式三种传感器。
变磁阻式传感器变磁阻式传感器的结构如图4—1所示。
它由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。
铁芯利衔铁都由导磁材料如硅钢片或坡莫合金制成。
在铁芯和活动衔铁之间有气隙，气隙厚度为8。
传感器的运动部分与衔铁相连，当衔铁移动时，气院厚度6发生变化，从而使磁路中磁配变化．导致电感线圈的电感值变化，这样可以籍以判别被tIg量的位移大小。
线圈的电感值L可按下列电工学公式计算：式中贝——线圈匝数；RN——单位长度上磁路的总磁阻磁路总磁阻可写为式中 Rf——铁芯磁阻；R6——空气气隙磁阻式(4—3)中第一项为铁芯磁阻v第二项为衔铁磁阻；Ll一一磁通通过铁芯助长度(m)；4l——铁芯横截面积(m’)；Al——铁芯材料的导磁率(H／m)；乙——磁通通过衔铁的长度(m)；A2——衔铁横截面积(m2)；A：——衔铁材料的导磁率(H／m)；j一—气隙厚度(m)；A一—气隙横截面积(m’)；P。
——空气的导磁率(4n×10“H／m)。
由于及f《Rj，常常忽略Rf，因此，可得线圈电感为《传感器原理与应用》 , 第59页由式(4—5)可知，当线圈匝数确定后，只要改变j和4均可导致电感的变化，因此v变碰阻式传感器又可分为变气隙厚度6的传原器和变气隙面积4的传感器。
《现代汽车传感器的使用与检测》-温度传感器的应用与检修
安装位置： 在L型EFI中，安装在空气流量计 上。 在D型EFI中，安装在空气滤清器 之后的进气软管上。 第三种安装在进气压力传感器内。 功用：给ECU提供进气温度信 号，作为燃油喷射和点火正时控 制的修正信号。
继续
热敏电阻
电插头
原理：在ECU中有一标准 电阻与传感器的热敏电阻串 联，并由ECU提供标准电 压，E2端子通过E1端子搭 铁。当热敏电阻随进气温度 变化时，ECU通过THA端 子测得的分压值随之变化， ECU根据此分压值判断进 气温度。
制成，温度越高，电阻越低
安装位置：变速器油底壳内的液压 阀体上。 （2）液压油温度传感器的检测 用万用表测量两端子间的电阻值。
1.2.2石蜡式气体温度传感器的识别与检测
1.结构：壳体、空气进口、垫片、阀门、推杆、节流孔、
单向阀。
2.工作原理：在高温怠速状态下，将化油器旁通管直通大 气，以保证进气歧管的混合气达到最佳空燃比。低温时在 A区吸入暖空气，HIC流量为0；B区吸入冷空气，HIC流量 小；C区吸入冷空气，HIC流量最大。 3.检测：在温度低于25℃时，石蜡收缩，推动阀门活塞上 移，关闭阀门，断绝大气通道；当温度在25~55℃时，石 蜡膨胀，阀门逐渐打开，大气被吸入；当温度高于55℃时， 随着温度的上升，阀门会逐渐开大，以保证最佳空燃比。
继续
2、进气温度传感器的检测
（1）进气温度传感器的电阻检测
进气温度传感器的电阻检测方法和要求与冷却水温度传感器基本相同。 单件检查时，点火开关置于“OFF”，拔下进气温度传感器导线连接器，并 将传感器拆下;如图 3所示，用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度 传感器;用万用表Ω 档测量在不同温度下两端子间的电阻值，将测得的电阻 值与标准数值进行比较。如果与标准值不符，则应更换。
常见传感器原理及应用PPT教案
3.3.5 编码器
编码器是将直线运动和转角运动变换为数字信号进行测量 的一种传感器。
它通过光电原理或电磁原理将一个机械的几何位移量转换 为电子信号（电子脉冲信号或者数据串）。
这种电子信号通常需要连接到控制系统(e.g. PLC、高速计 数模块、变频器等),控制系统经过计算便可以得到测量的数 据，以便进行下一步工作。
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接近开关外形
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接近开关外形（续）
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接近开关分类
只对导 磁物体 起作用
对接地 的金属 起作用
只对导电 良好的金 属起作用
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对磁性 物体起 作用
接近开关的特点
接近开关与被测物不接触、不会产生机械 磨损和疲劳损伤、工作寿命长、响应快、无 触点、无火花、无噪声、防潮、防尘、防爆 性能较好、输出信号负载能力强、体积小、 安装、调整方便。
缺点是触点容量较小、输出短路时易烧 毁。
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3.3.4 差动变压器
线圈和磁芯
—完全线性 —便宜 —耐用 —有“中心位置”
用于执行器
—通常嵌入使用 —低非线性 —大位移
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LVDT
LVDT 是线性可变差动变压器(Linear Variable Differential Transformer)。
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3.3.1.2 应变式传感器
电阻应变传感器是一种利用电阻应变片将应变转 换为电阻变化的传感器。
被测量 电阻应变片 电阻变化
任何非电量能转化为应变量
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应变片
当受到外力时，导体变长变细，电阻增加，R->R+△R
JBF62E-T1 型测温式电气火灾监控探测器使用说明书
JBF62E-T1测温式电气火灾监控探测器使用说明书（使用产品前，请阅读使用说明书）1概述JBF62E-T1测温式电气火灾监控探测器（以下简称探测器）用于检测被保护线路中的温度，当温度达到报警设定值时探测器会在40秒内发出报警信号。
可以有效的保障安全用电和防止电气火灾的发生。
1.1产品特点⚫探测器和监控设备采用无极性两总线制连接方式，通讯稳定可靠，布线简便；⚫探测器设有一个指示灯，能清楚地指示探测器的状态。
绿色闪烁时表示为正常工作状态，红色常亮为报警状态；⚫探测器能将实时的温度值、报警信号和故障信号传送到配接的电气火灾监控设备；⚫温度传感器报警温度值设定在55℃～140℃的范围内，步距1℃，默认值为85℃；温度报警值与设定值之差的绝对值不大于设定值的5％；⚫探测器的地址可以通过编码器或电气火灾监控设备在线实现现场设置；⚫探测器具有可读出产品PSN码，便于产品跟踪管理。
1.2适用范围JBF62E-T1测温式电气火灾监控探测器可被广泛应用于高层建筑、公共场所及住宅楼宇的单元供电系统。
1.3型号组成2工作原理探测器内置高性能MCU和可靠的信号处理单元，通过温度传感器实现对温度值的实时监测与状态判断。
当被监控线路的温度值超出其对应的报警设定值时，探测器能够准确判断出报警信息，点亮报警指示灯，并将报警信息上传至电气火灾监控设备，实现对电气火灾的实时监控。
3性能参数环境特性工作温度-10～+50℃贮存温度-20～+65℃相对湿度≤95%(无凝露)防爆特性防爆标志不涉及电气特性工作电压DC13~28V，调制型，控制器提供监视电流≤ 0.3mA（DC24V）报警电流≤ 0.46mA（DC24V）确认灯正常状态绿色闪亮，报警状态红色常亮，故障状态黄色常亮通讯特性线制二线制（无极性）编址范围1~252编址方式编码器编址、控制器编址最远传输距离1500m （RVS 2×1.0mm²）兼容性配接JBF-62S30电气火灾监控设备机械特性外观Pantone Black C 黑色外壳材质ABS，阻燃V0级产品质量49g外形尺寸L 94 mm×W 30 mm×H 25 mm探测特性传感器数量配备1只温度传感器(长度1m）保护面积不涉及认证特性消防认证执行标准1）GB 14287.3-2014《电气火灾监控系统》第3部分：测温式电气火灾监控探测器4安装调试4.1安装说明/步骤JBF62E-T1测温式电气火灾监控探测器设计尺寸如下所示：JBF62E-T1测温式电气火灾监控探测器安装步骤：⚫探测器底部两侧有2个螺钉固定用的安装孔，先将安装螺钉穿过安装孔，用螺钉将探测器固定在配电箱底板上。
空气质量检测传感器,大气环境监测传感器技术参数及解决方案
0-1000ppm 精度：±2%FS 分辨率：1PPm响应时间：≤60秒 。 0～100ppm；精度：±1%FS 分辨率：0.1PPm 响应时间：≤60秒。 量程：25-130dB；精度：±1.5dB；符合GB/T 3785-2010（IEC 61672:2002）2 级；有积分功能。
XL62 TVOC XL62 SO2
大气环境传感器、环境监测传感器技术参数及解决方案 XL62环境监测传感器 XL62 HA(室内) XL62 HA(大气湿度) XL62 HT(大气温度) XL62 WS(风速,机械) XL62 WD(风向,机械) XL62 W（风速风向） XL62 P(大气压力) XL62 R(雨量) XL62 E(土壤温湿) XL62 TE(土壤温度) XL62 HE(土壤湿度) XL62 S(PH) XL62 Y(盐份) XL62 E(总辐射) XL62 L(光照) XL62 NH3 XL62 H2S XL62 CO2 XL62 CH2O XL62 PM2.5 XL62 CO XL62 C6H6(苯) XL62 N(噪音) 技术参数 温度量程：-40～120℃，精度：±0.3℃；湿度量程：0-100%RH精度：±3%RH；工 作电压：DC5V；全工业级设计，环境温度：最宽范围温度能应用于-40～+85℃； 环境湿度：相对湿度95%。 量程：0～100%RH；分辨率：0.1%RH；准确度：±5%RH。 量程：-50～100℃；分辩率：0.1℃；准确度：±0.5℃。 机械原理，量程：0～70m/s；分辨率：0.1m/s；准确度：±(0.3+0.03V)m/s起动 风速：≤0.8m/s。 机械原理，量程：0～360°；分辨率：1°；准确度：±3°起动风速：≤0.5m/s 。 超声波原理,测量二维风速、风向;风速范围：0 ～ 60m/s ;测量误差：±3%（当 风速=10米/秒）;分辨率：0.1 m/s;方向范围：0～359.9°，全方位，无盲区;测 量误差：±3°（当风速=10米/秒）;分辨率：0.1°;风速范围：0 ～ 60m/s 。 量程：10～1100hpa；分辨率：0.1hPa；准确度：±0.3 hPa。 量程：0-999.9mm；分辩率0.2mm；准确度：±4%降雨强度：0~4mm/min。 湿度:量程，0～100%,精度，3%；温度：量程，-30～70℃,精度±0.5℃。 量程：-50～80℃；分辩率：0.1℃；准确度：±0.5℃。 量程:0～100% 分辨率：0.1% 准确度：±3%。 量程：pH（0-14Ph）；0RP(-1900-1900Mv) 分辨率：0.01Ph。 测量范围：0～20000mg/l 分 辨 率：1mg/l 准 确 度：1mg/l
传感器实验指导书
前言CSY系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。
CSY系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取，转换，分析，掌握应具有的基本的操作技能与动手能力。
CSY2000与3000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要而设计的新产品。
其优点在于：1、适应不同专业的需要，不同专业可以有不同的菜单，本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。
2、能适应不断发展的形势，作为信息拾取的工具，传感器发展很快，可以不断补充新型的传感器模板。
3、可以利用实验台的信号源、实验电路、传感器用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。
为了让老师、学生尽快熟悉掌握实验台的使用方法，本手册列举了一些实验示范例子，老师、学生通过实验示范例子举一反三可以自己组织开发很多实验顶目。
本手册由于编写时间、水平所限，难免有疏漏错误之处，热切期望老师与学生们提出宝贵的意见，予以完善，谢谢。
目录CSY－2000型传感器与检测技术实验台说明书 (5)CSY－3000型传感器与检测技术实验台说明书 (8)示范实验目录2000系列基本实验举例实验一应变片单臂电桥性能实验 (11)实验二应变片半桥性能实验 (17)实验三应变片全桥性能实验 (18)实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (20)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (21)实验六应变片温度影响实验 (22)实验七移相器、相敏检波器实验 (23)实验八应变片交流全桥(应变仪)的应用—振动测量实验 (27)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (30)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计实验 (32)实验十一差动变压器的性能实验 (32)实验十二激励频率对差动变压器特性影响实验 (37)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (38)实验十四差动变压器测位移特性实验 (39)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (41)实验十六电容式传感器测位移特性实验 (43)实验十七线性霍尔传感器测位移特性实验 (45)实验十八线性霍尔传感器交流激励时位移特性实验 (48)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (50)实验二十磁电式转速传感器测转速实验 (51)实验二十一压电式传感器测振动实验 (53)实验二十二电涡流传感器测量位移特性实验 (57)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (60)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器特性影响实验 (61)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (62)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (63)实验二十七光电传感器测量转速实验 (66)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (67)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (75)实验三十 Pt100铂电阻测温特性实验 (79)实验三十一Cu50铜电阻测温特性实验 (85)实验三十二 K热电偶测温特性实验 (86)实验三十三 K热电偶冷端温度补偿实验 (92)实验三十四 E热电偶测温特性实验 (95)实验三十五集成温度传感器(AD590)的温度特性实验 (96)实验三十六气敏传感器实验 (99)实验三十七湿度传感器实验 (100)实验三十八数据采集系统实验—静态举例 (102)实验三十九数据采集系统实验—动态举例 (104)3000系列实验(包含2000系列基本实验外，还包含以下实验。
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案传感器与⾃动检测技术⼀、填空题（每题3分）1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产⽣可⽤信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
2、⾦属材料的应变效应是指⾦属材料在受到外⼒作⽤时，产⽣机械变形，导致其阻值发⽣变化的现象叫⾦属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应⼒作⽤后，其电阻率发⽣明显变化，这种现象称为压阻效应。
4、⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其相同点是它们都是在外界⼒作⽤下产⽣机械变形，从⽽导致材料的电阻发⽣变化。
5、⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其不同点是⾦属材料的应变效应以机械形变为主，材料的电阻率相对变化为辅；⽽半导体材料则正好相反，其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主，⽽机械形变为辅。
6、⾦属应变⽚的灵敏度系数是指⾦属应变⽚单位应变引起的应变⽚电阻的相对变化叫⾦属应变⽚的灵敏度系数。
7、固体受到作⽤⼒后电阻率要发⽣变化，这种现象称压阻效应。
8、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
13、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成，弹性元件⽤来感知应变，电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。