資源簡介

(共31張PPT)
課堂拓展
隨手做節能，
創造好人生。
第3單元
電子控制電路
第一節 傳感器
很多賓館商場的大門都是自動門，當你走近時，門會自動打開，通過后，門會自動關上。自動門如此“聰明”，是因為門外安裝的一個紅外傳感器，它將人體發出的紅外信號轉換為電信號，經過控制電路處理后，控制電動機轉動使門打開或關閉。
本單元，我們將探索電子控制電路的奧秘。
圖3-01-自動門
一、什么是傳感器
電冰箱，空調，智能手機等很多常見的電子產品，都安裝了能“感覺”外界信息變化的元器件，我們將這些能感受被測量的信號并按照一定規律將其轉變為電信號的元器件叫傳感器。
傳感器類型有很多，根據檢測對象的不同傳感器可分為熱敏傳感器，聲敏傳感器，濕敏傳感器，光敏傳感器，壓力傳感器，磁敏傳感器等等。隨著現代電子技術發展，傳感器的種類越來越豐富，精度也越來越高。
1、傳感器：將非電量轉換為與之有確定對應關系的電量輸出的一種裝置。
——傳感器是電子控制系統獲取外部信息的惟一途徑。
2、人的感覺器官與對應的傳感器：
眼———光敏傳感器
耳———聲敏傳感器
鼻———氣敏傳感器
舌———味覺傳感器
皮膚——壓敏、熱敏、濕敏傳感器
第一節 認識常見的傳感器
傳感器的作用
非電量
傳感器
電信號
輸
入
傳
感
器
控制（處理）
電子電路
輸出
執行器等
為什么一定要通過傳感器完成信息的檢測工作呢？
因為電子控制系統的控制過程是由電子電路來完成的，電子電路所能處理的只能是電信號。如前面所講的聲控燈、光控路燈的控制，聲音和光都不是電信號，必須把這些非電信號轉換為電流、電壓等電信號后，才能通過電子電路來傳輸、處理、存儲和輸出，實現電子控制。
討論
常見傳感器的類型和作用
傳感器的類型很多，常見的有光敏傳感器、熱敏傳感器、聲敏傳感器、濕敏傳感器、氣敏傳感器、力敏傳感器和位移傳感器等。由于它們各自的材料不同和結構上的差異，它們所轉換的信息也各不相同。
第一節 認識常見的傳感器
熱敏傳感器
力敏傳感器
濕敏傳感器
光敏傳感器
氣敏傳感器
觀察
常見傳感器的結構圖和電路符號
名稱 結構圖 符號
光敏傳感器 光敏電阻
熱敏傳感器 熱敏電阻
濕敏傳感器 濕敏電阻
磁敏傳感器 干簧管
氣敏傳感器
聲敏傳感器
力敏傳感器
位移傳感器 電容式傳感器
傳聲器（駐極體話筒，俗稱咪頭）有正負極
案例： 氣敏傳感器
工作原理
用金屬氧化物半導體材料制成，當氣味吸附在半導體表面時會導致材料的電阻率變化。
半導體氣敏元件有N型和P型之分。
N型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減小；P型阻值隨氣體濃度的增大而增大。
第一節 認識常見的傳感器
力敏傳感器
接受
信息，并轉換為電信號
接受聲信號，并轉換為電信號
位移傳感器
接受
并轉換為
超聲波傳感器
接受
并轉換為
力
聲敏傳感器
位移信息
電信號
超聲波信息
電信號
光敏傳感器
　按照以下電路圖連接元器件，觀察光線的變化對LED的影響。
小試驗
R
LED
9V
第一節 認識常見的傳感器
電路符號和實物圖
工作原理
　一般情況下光敏電阻在2-10K之間，繼續增加亮度，可以小于200Ω；暗時達到幾百K以上。(幾百歐姆~10M歐姆之間)
把光信號轉換為電信號。
結果分析
第一節 認識常見的傳感器
電路符號和實物圖
工作原理
聲音放大的原理是聲敏傳感器（話筒）的膜片在聲波下產生振動使得處于磁場中的與膜片相連的線圈中產生變化的感應電流。
從而把聲音信息轉換為電信號，再經過功率放大器，把聲音放大。
2. 聲敏傳感器
*擴展*
距離傳感器——超聲波傳感器
第一節 認識常見的傳感器
小試驗
　　按照以下電路圖連接元器件，并將磁鐵移近、移出干簧管，觀察燈泡的亮、滅。
3V
3. 磁敏傳感器（干簧管）
磁敏傳感器能將磁場的強弱信息轉換為相應的電信號，常用于檢測材料或空間等有無磁性。磁敏傳感器應用的最大特點是無接觸測量。
磁敏傳感器主要品種有磁敏電阻，磁敏二極管、磁敏三極管、干簧管、霍爾元件等。
電路符號和實物圖
第一節 認識常見的傳感器
工作原理
　無磁場時，兩個簧片相互分離，干簧管處于“關斷”狀態；當有磁場時，鐵合金簧片被磁化，兩個簧片相互吸引，干簧管處于“接通”狀態。由此把磁信號轉換為電信號。
結果分析
案例：磁敏傳感器——干簧管
對磁敏感的傳感器，有磁場時簧片
相互吸合，無磁場時簧片斷開
原理：
敏感元件
輸出部分
干簧管的應用
干簧管可以作為傳感器用，用于計數，限位等等。例如，有一種自行車公里計，就是在輪胎上粘上磁鐵，在一旁固定上干簧管構成的。把干簧管裝在門上，可作為開門時的報警用。也可作為開關使用。
小試驗
第一節 認識常見的傳感器
R
LED
3V
K
熱敏電阻
4. 熱敏傳感器（熱敏電阻）
按照以下電路圖連接元器件，接通電源，再用手握住熱敏電阻，觀察燈泡的亮度的變化。
電路符號和實物圖
工作原理
　熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而變化，從而控制電路中電流通斷或大小，由此把溫度信號轉換為電信號。
第一節 認識常見的傳感器
熱敏傳感器是指對溫度敏感的元器件。熱敏電阻器是一種常見的熱敏傳感器，溫度的變化會引起它的電阻值發生變化，按照溫度系數不同可分為正溫度系數熱敏電阻器（ PTC ）和負溫度系數熱敏電阻器（NTC）正溫度系數熱敏電阻器（ PTC ）在溫度升高時電阻值變大，負溫度系數熱敏電阻器（NTC）在溫度升高時電阻值變小。
提示：
（1）常溫檢測時，不要用手接觸熱敏電阻，以防止人體溫度對測量結果產生影響。
（2）加溫檢測時，注意不要使熱源與熱敏電阻直接接觸或靠得過近，以防止將其燙壞。
第一節 認識常見的傳感器
試驗
熱敏電阻的檢測
。
。
S
3V
＋ －
R2
470Ω
R1
熱敏電阻
測量點
溫度計
鐵架臺
溫度傳感器、熱敏電阻、熱點偶、紅外測溫儀的區別。
溫度傳感器是用來測量溫度高低的。它把溫度的高低轉換成電信號，測量電信號的大小就可以知道溫度的高低。溫度傳感器根據其材料來分有很多種類型，比如半導體二極管型，熱電偶型，熱敏電阻型等等。因此，熱敏電阻、熱點偶本身也是一種溫度傳感器。不過，熱敏電阻的測溫范圍一般為400度以下，而熱電偶要高得多。可以達到1400多度。
紅外測溫儀也是可以檢測溫度，不過是根據紅外線來檢測的。對于，是否屬于溫度傳感器，還是光線（紅外）傳感器，未見權威定論。
能力展示
第一節 認識常見的傳感器
　　空調使用的傳感器是熱敏傳感器。
空調的溫度自動控制過程應該選擇什么傳感器？
5、壓力傳感器
物體承受壓力會發生變形，壓力傳感器通過檢測物體變形的程度來“感覺”受力的大小。壓力傳感器被大量用于計量器具上，如電子體重計、電子秤，血壓計等。
6、紅外傳感器
所有高于絕對零度的物質都輻射紅外線。紅外線是不可見光線，人眼看不見紅外線，紅外傳感器卻能“感覺”到紅外線，并將它變成電信號。紅外傳感技術已經在現代科技、國防和工農業等領域獲得了廣泛的應用，在本單元序言里提到的自動門控制系統，就使用了紅外傳感器。
氣敏傳感器
7、氣敏傳感器
交警所使用的酒精濃度測試儀利用了哪種傳感器？
氣敏傳感器是一種獲取氣體信息并轉換為電信號的元件。它能對氣體做出檢測、判別，特別是對有毒氣體，如液化氣、煤氣、天然氣等。
利用不同的半導體材料對不同氣體的反應特征，可以制造出各種不同的氣敏傳感器。它們多數采用金屬氧化物半導體材料作為敏感元件，當氣體吸附在半導體表面時會導致半導體材料電阻率發生變化，從而檢測氣體濃度。
課堂小結
自然界中的信息大都是以非電量信息存在，在實現電子控制時，就需要通過傳感器將這些非電量信息轉換為電量信息，實現電子系統控制。不同的非電量信息在實現電子系統控制時，就需要通過不同的傳感器實現電量信息的轉換。
課后思考
傳感器在生活、生產中有哪些應用？

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