第六章第六章 传感器传感器123456种类繁多的传感器7指纹考勤机8风速传感器风速传感器全自动血压机全自动血压机电子秤电子秤电磁流量计电磁流量计9离子感烟器离子感烟器明火探测器明火探测器温度传感器温度传感器10一、什么是传感器一、什么是传感器?传感器是指这样一类元件：它能够感受传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。路的通断。11非电学量 电学量传传感感器器角度角度角度角度位移位移位移位移速度速度速度速度加速度加速度加速度加速度压力压力压力压力温度温度温度温度湿度湿度湿度湿度声强声强声强声强光照强度光照强度光照强度光照强度电压电压电压电压电流电流电流电流电阻电阻电阻电阻电容电容电容电容12二、传感器的种类二、传感器的种类物理传感器、化学传感器、生物传感器物理传感器、化学传感器、生物传感器物理传感器物理传感器： 利用物质的物理性质和物理效应感知并利用物质的物理性质和物理效应感知并检测对象信息的传感器。检测对象信息的传感器。如电容传感器、电感传感器、光电传感器、如电容传感器、电感传感器、光电传感器、压电传感器等。压电传感器等。其接受的是压力、声波、光其接受的是压力、声波、光等的物理信息。等的物理信息。（按感受信息的学科特点不同）（按感受信息的学科特点不同）（按感受信息的学科特点不同）（按感受信息的学科特点不同）13化学传感器：化学传感器：是利用化学反应的原理，识是利用化学反应的原理，识别和检测信息，把别和检测信息，把 化学物质的成分、浓化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器。度等转换为电信号的传感器。 如气敏传感器、湿敏传感器等，在环境保护火灾报如气敏传感器、湿敏传感器等，在环境保护火灾报警、医疗卫生和家用电器方面有广泛应用。警、医疗卫生和家用电器方面有广泛应用。生物传感器：生物传感器：是一种利用生物活性物是一种利用生物活性物质选择性的识别和测定生物化学物质质选择性的识别和测定生物化学物质的传感器的传感器。如组织传感器、细胞传感器、酶传感器等。如组织传感器、细胞传感器、酶传感器等。其感受器中含有生命物质，代替嗅觉、味其感受器中含有生命物质，代替嗅觉、味觉功能的传感器。觉功能的传感器。1415转换电路转换电路电电信信号号敏感元件敏感元件三、传感器的工作原理16传感器：传感器： 一般由一般由 敏感元件、转换器件、转换电路敏感元件、转换器件、转换电路 三三 部分组成部分组成 转换转换器件器件敏感敏感元件元件转换转换电路电路 非电非电物理量物理量电学量电学量17常见传感器及工作原理1、光敏电阻（光电传感器）18 利用烟雾对光的散利用烟雾对光的散射来工作的火灾报射来工作的火灾报警器警器光传感器的应用光传感器的应用火灾报警器火灾报警器19（1 1）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。（2 2）光敏电阻受到光照时电阻会变小光敏电阻受到光照时电阻会变小光敏电阻受到光照时电阻会变小光敏电阻受到光照时电阻会变小。硫化镉。硫化镉。硫化镉。硫化镉（CdSCdS）是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；光照增强，载流子增多，导电性能变导电性能不好；光照增强，载流子增多，导电性能变导电性能不好；光照增强，载流子增多，导电性能变导电性能不好；光照增强，载流子增多，导电性能变好。好。好。好。（3 3）光敏电阻将）光敏电阻将）光敏电阻将）光敏电阻将光学量光学量光学量光学量（光照强度）转化为（光照强度）转化为（光照强度）转化为（光照强度）转化为电学量电学量电学量电学量（电阻）。（电阻）。（电阻）。（电阻）。特性：202、热敏电阻和金属热电阻（1 1 1 1）导电性能与温度的变化关系。）导电性能与温度的变化关系。）导电性能与温度的变化关系。）导电性能与温度的变化关系。l半导体材料的导电性能随温度升高而半导体材料的导电性能随温度升高而半导体材料的导电性能随温度升高而半导体材料的导电性能随温度升高而变好（电阻率随温度升高而减小）；变好（电阻率随温度升高而减小）；变好（电阻率随温度升高而减小）；变好（电阻率随温度升高而减小）；l金属导体的导电性能随温度升高而降金属导体的导电性能随温度升高而降金属导体的导电性能随温度升高而降金属导体的导电性能随温度升高而降低（电阻率随温度升高而增大）。低（电阻率随温度升高而增大）。低（电阻率随温度升高而增大）。低（电阻率随温度升高而增大）。ORT金属导线金属导线热敏电阻热敏电阻（2 2 2 2）热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量灵敏度高，但化学稳定性较差，测量灵敏度高，但化学稳定性较差，测量灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；范围较小；范围较小；范围较小；金属热电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻的化学稳定性较好，测量范的化学稳定性较好，测量范的化学稳定性较好，测量范的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差。围较大，但灵敏度较差。围较大，但灵敏度较差。围较大，但灵敏度较差。（3 3 3 3）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量( ( ( (温度温度温度温度) ) ) )转转转转化为电阻这个电学量。化为电阻这个电学量。化为电阻这个电学量。化为电阻这个电学量。21 热敏电阻 金属热电阻22 （1 1）材料：半导体）材料：半导体 如：砷化铟如：砷化铟CDFBEI IU UH H霍尔元件工作原理图霍尔元件工作原理图 （3 3）霍尔电压）霍尔电压: :K K为比例系数，称为为比例系数，称为霍尔系数霍尔系数，其大小与元件的材料有关。，其大小与元件的材料有关。一个霍尔元件的一个霍尔元件的d、k为定值，再保持为定值，再保持I恒定，则恒定，则UH 的变化就的变化就与与B成正比。因此霍尔元件又称成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件磁敏元件。霍尔元件把磁学量（磁感应强度）转换为电学量（电压）。霍尔元件把磁学量（磁感应强度）转换为电学量（电压）。霍尔元件把磁学量（磁感应强度）转换为电学量（电压）。霍尔元件把磁学量（磁感应强度）转换为电学量（电压）。3、霍尔元件（磁传感器） （2 2）工作原理：）工作原理：23霍尔元件241、传感器：、传感器：小结2、传感器的工作原理：、传感器的工作原理：3、敏感元件：、敏感元件：（1 1 1 1）光敏电阻（光电传感器）光敏电阻（光电传感器）光敏电阻（光电传感器）光敏电阻（光电传感器）（2 2 2 2）热敏电阻和热电阻（）热敏电阻和热电阻（）热敏电阻和热电阻（）热敏电阻和热电阻（ 温度传感器）温度传感器）温度传感器）温度传感器）（3 3 3 3）霍尔元件（磁传感器）霍尔元件（磁传感器）霍尔元件（磁传感器）霍尔元件（磁传感器）非电学量非电学量非电学量非电学量敏感元件敏感元件敏感元件敏感元件转换器件转换器件转换器件转换器件转换电路转换电路转换电路转换电路电学量电学量电学量电学量 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。25