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1、1 电参量检测装置电参量检测装置中的传感器属于能量控制型传感中的传感器属于能量控制型传感器器: : 转换元件将被测量转化为电参量（电阻、电容、转换元件将被测量转化为电参量（电阻、电容、电感等），再由转换电路将电参量转换为电信号。电感等），再由转换电路将电参量转换为电信号。 电阻式传感器就是将被测量转换为阻值。常用的电阻式传感器就是将被测量转换为阻值。常用的有如下几种类型：有如下几种类型： 一、电阻应变式一、电阻应变式 二、压阻式二、压阻式 三、热电阻式三、热电阻式 四、光敏电阻式四、光敏电阻式第6章 电参数型传感器2一. 应变式传感器应变式电阻传感器应变式电阻传感器. . 1) 1) 应变效应
2、应变效应2) 2) 应变效应的理论基础应变效应的理论基础3) 3) 电阻应变片的结构及工作方式电阻应变片的结构及工作方式4) 4) 温度误差及其补偿温度误差及其补偿应变式电阻传感器的应用应变式电阻传感器的应用. .1) 1) 力（荷重）传感器力（荷重）传感器2) 2) 应变式加速度传感器应变式加速度传感器3) 3) 应变式压力（压强）传感器应变式压力（压强）传感器3让我们来做个应变效让我们来做个应变效应的实验应的实验 Go!Go!+ +- - DCDC +6V+6V + +R R A A 实验一实验一应变效应 因为：因为：因为：因为：金属导体或半导体金属导体或半导体的电阻与其电阻率及几何的电阻
3、与其电阻率及几何尺寸（长度、面积）有关，尺寸（长度、面积）有关，当其受到外力作用时，这当其受到外力作用时，这些参数发生变化，因而引些参数发生变化，因而引起电阻的变化，进而引起起电阻的变化，进而引起电流的变化。电流的变化。 原理：原理：原理：原理：金属导体或半导体金属导体或半导体在受到外力作用时，会产在受到外力作用时，会产生相应的应变，其电阻也生相应的应变，其电阻也将随之发生变化。将随之发生变化。K电流电流: :大大小小施加力施加力F F?K K接通时接通时安培表指示安培表指示安培表变化安培表变化电阻：电阻：小小大大4应变效应的理论基础应变效应的理论基础(1)1 1金属导体的金属导体的 电阻定律
4、电阻定律( (线材线材) )2 2r r A A = =r 2 2L L其全微分：其全微分： 给出了总电阻的相对变化量与其它三个量的相对变化的关系。给出了总电阻的相对变化量与其它三个量的相对变化的关系。 在力的作用下，在力的作用下，L L、A A、均可发生变化，均可发生变化，R R 亦可发生变化。亦可发生变化。5应变效应的理论基础应变效应的理论基础(2)2 2材料的泊松比材料的泊松比 与与 dL/LdL/L、dA/AdA/A 在力的作用下的相互关系在力的作用下的相互关系由由: :得得: :压阻效应压阻效应应变效应应变效应A A = =r 2 2定义：定义：*可得电阻的相对变化可得电阻的相对变化
5、与轴向与轴向( (线线) )应变的关系应变的关系应变效应的理论基础应变效应的理论基础(3)3 3金属材料应变电阻效应金属材料应变电阻效应 首先讨论金属材料电阻率的相对变化与体积的相对变化的关系。首先讨论金属材料电阻率的相对变化与体积的相对变化的关系。 俄国学者勃底特兹明通过实验发现：俄国学者勃底特兹明通过实验发现：V V 是体积，是体积，c c 是一个与材料性质和加工方法有关的常数。是一个与材料性质和加工方法有关的常数。 而而 V V = = L LA A ，所以：，所以：则有：则有：最后得到金属丝应变电阻效应的灵敏系数最后得到金属丝应变电阻效应的灵敏系数 K Km m ：*7应变效应的理论基
6、础应变效应的理论基础(4)4 4半导体材料的应变电阻效应半导体材料的应变电阻效应史密斯等学者发现，锗、硅等单晶半导体材料具有压阻效应，且满足：史密斯等学者发现，锗、硅等单晶半导体材料具有压阻效应，且满足： 单晶体的轴向应力单晶体的轴向应力x 单晶体的轴向应变单晶体的轴向应变E E 弹性模量弹性模量 单晶体的压阻系数单晶体的压阻系数( (不是圆周率不是圆周率)= = EEx ( (胡克定律胡克定律) )半导体材料的总电阻的相对变化与应变的关系为：半导体材料的总电阻的相对变化与应变的关系为：最后得到半导体应变电阻效应的灵敏系数最后得到半导体应变电阻效应的灵敏系数 ：*8应变效应的理论基础应变效应的
7、理论基础(5)5 5讨论讨论 由前面讨论的全微分公式可见，电阻相对变化由两部分引由前面讨论的全微分公式可见，电阻相对变化由两部分引起：起：一部分一部分是由于材料受力后是由于材料受力后几何尺寸变化几何尺寸变化(L,A(L,A变化，即应变变化，即应变) )引起；引起；另一部分另一部分是由于受力后是由于受力后电阻率发生变化电阻率发生变化而引起。而引起。 对于金属材料，一般对于金属材料，一般0.30.3，1 12 21.61.6，以康铜为例，以康铜为例C1C1，1-21-20.40.4，则，则Km2.0Km2.0。显然，金属材料的应变电阻。显然，金属材料的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。效应以结构尺寸
8、变化为主。 对于半导体材料对于半导体材料E1+2E1+2，KsKsE E，因此半导体材料，因此半导体材料的电阻变化主要基于压阻效应。以硅材料为例，的电阻变化主要基于压阻效应。以硅材料为例，=(48-=(48-80)80)1010-11-11 m m2 2/N/N，E E=1.67=1.6710101111PaPa，Ks=50Ks=50100100。可见半导体。可见半导体材料的应变灵敏系数要比金属材料的应变灵敏系数高出几十倍。材料的应变灵敏系数要比金属材料的应变灵敏系数高出几十倍。9应变片的基本结构及应变片的基本结构及类型类型1 1、应变片的基本结构、应变片的基本结构2 2、应变片的分类、应变片
9、的分类3 3、工程应用方法、工程应用方法10应变片的基本结构应变片的基本结构 电阻应变片式传感器是目前用电阻应变片式传感器是目前用 于测量力、力矩、压力、加于测量力、力矩、压力、加速度、质量等参数最广泛的传速度、质量等参数最广泛的传感器之一。感器之一。其基本结构与组成如左图示意。其基本结构与组成如左图示意。电阻丝电阻丝( (敏感栅敏感栅) )转换元件转换元件基底与面胶基底与面胶中间介质和绝缘作用中间介质和绝缘作用盖层盖层引线引线-连接测量导线之用连接测量导线之用11应变片的分类应变片的分类 按制造敏感栅的材料，电阻应变片可分为按制造敏感栅的材料，电阻应变片可分为电阻应变片电阻应变片和和半导体应
10、变片半导体应变片两大类。按敏感栅的形状和制造工艺不同，两大类。按敏感栅的形状和制造工艺不同，金属电阻应变片又可分为金属电阻应变片又可分为丝式丝式（金属丝绕成，应用最早）、（金属丝绕成，应用最早）、箔式箔式箔式箔式 和和薄膜式薄膜式（真空蒸发或真空沉淀方法形成金属电（真空蒸发或真空沉淀方法形成金属电阻材料薄膜作为敏感栅，很有前途，但目前尚难控制其电阻材料薄膜作为敏感栅，很有前途，但目前尚难控制其电阻对温度和时间的变化关系）三种阻对温度和时间的变化关系）三种。12箔式应变片箔式应变片工艺：工艺： 它是利用照相制版或光刻腐蚀法将电阻箔材在绝缘基底上制成各种图形的应变片；优点优点：敏感栅尺寸准确，线条
11、均匀；其弯头横向效应可以忽略；可通过较大的电流；散热性好，寿命长；生产效率高；13其它常用应变片一其它常用应变片一14常用应变片二常用应变片二15常用应变片三常用应变片三16工程应用方法工程应用方法 应变片在使用时，用粘合剂粘在试件表面，用来测量应变片在使用时，用粘合剂粘在试件表面，用来测量试件表面的应变。粘贴时需使栅丝的轴线沿应变方向。试件表面的应变。粘贴时需使栅丝的轴线沿应变方向。应变方向应变方向应变片与试件的粘结应变片与试件的粘结试件试件应变片应变片注：当试件的应变方向不单一时，要使用多片。注：当试件的应变方向不单一时，要使用多片。17电阻应变片的特性（1）1.应变片的灵敏系数应变片的灵
12、敏系数实际的应变片与单丝是不同的，灵敏系数必须通过实验重新测定。应变片的灵敏系数恒小于电阻丝的灵敏系数，其原因是在应变片中存在着横向效应2.应变片的横向效应应变片的横向效应应变片的敏感栅除了有纵向丝栅外，还有圆弧型或直线型横栅。横栅既对纵向应变敏感，又对横向应变敏感18电阻应变片的特性（2）3. 温度误差温度误差电阻温度系数的影响。试件材料与电阻丝材料的线膨胀系数的影响。4. 温度补偿温度补偿自补偿：采用特殊应变片可使温度变化时产生的附加应变为零或相互抵消，这种应变片为自补偿应变片。利用这种应变片实现温度补偿方法称为应变片自补偿。分单金属敏感栅自补偿和双金属敏感栅自补偿。双金属丝敏感栅自补偿：
13、采用正负两种电阻丝串联组成敏感栅。桥路补偿法R1和RB为特性一致的应变片；R1为工作应变片，RB为补偿应变片，他们处于统一温度场，且仅工作应变片R1承受应变1920电阻应变片的测量电路直流电桥平衡条件U0=U(R1/(R1+R2)-R3/(R3+R4)R1R4 = R2R3 ，电桥处于平衡状态21电阻应变片的测量电路不平衡直流电桥的工作原理及输出电压单臂电桥：R1为应变片，其他为固定电阻差动半桥：R1和R2为应变片，一个受拉，一个受压差动全桥：四个电阻都是应变片，R2,R4受拉；R2,R3受压非线性误差及其补偿原因：只有电阻变化远远小于电阻原值时，电桥的输出电压与应变成正比关系。如果，当应变片
14、承受应变很大，或用半导体应变片测量应变时，电阻的相对变化很大，上述假设不成立，用线性关系刻度的仪表测量会带来误差。22应用实例应用实例力（荷重）传感器柱式力（荷重）传感器柱式力（荷重）传感器柱式力（荷重）传感器柱式1. 1. 柱式力传感器（柱的截面积为柱式力传感器（柱的截面积为A A）轴向应变。轴向应变。杨氏模量杨氏模量面积面积L LF FF F电阻应变片电阻应变片23应用实例应用实例力（荷重）传感器柱式力（荷重）传感器柱式力（荷重）传感器柱式力（荷重）传感器柱式L LF FF F电阻应变片电阻应变片思考一下：为什么要这么做？思考一下：为什么要这么做？24力（荷重）传感器梁式力（荷重）传感器梁
15、式 等截面梁式荷重传感器等截面梁式荷重传感器 一端固定，一端自由，厚度为一端固定，一端自由，厚度为h,h,长度长度L L0 0 ，自由端力，自由端力F F 的作用点到的作用点到应变片的距离为应变片的距离为L L ，该点的应力：，该点的应力：L LL L0 0F Fb bh hR1R2R3R4 此位置上下两侧分别粘有此位置上下两侧分别粘有4 4只应变片，只应变片，R R1 1、R R4 4同侧；同侧；R R3 3 、R R2 2同侧，这两侧同侧，这两侧的应变方向刚好相反，且大小相等，可构成全差动电桥。的应变方向刚好相反，且大小相等，可构成全差动电桥。由于全差动电桥由于全差动电桥，所以，所以供桥电
16、压供桥电压输出电压输出电压25等应力梁式荷重传感器等应力梁式荷重传感器 应变式应变式应变式应变式 力传感器力传感器力传感器力传感器 它适于测量它适于测量500Kg500Kg以下的以下的载荷，最小为测几十克重的载荷，最小为测几十克重的力，这种传感器具有结构简力，这种传感器具有结构简单、加工容易、应变片易粘单、加工容易、应变片易粘贴、灵敏度高等特点。贴、灵敏度高等特点。26应变式加速度应变式加速度的基本结构的基本结构 它是一种惯性式传感器。它是一种惯性式传感器。如右图由如右图由F=maF=ma知，质量块知，质量块m m沿沿加速度加速度a a相反的方向运动（即相反的方向运动（即相对于基座运动），使梁
17、发相对于基座运动），使梁发生形变，应变片的电阻发生生形变，应变片的电阻发生变化，产生输出信号，输出变化，产生输出信号，输出信号的大小与加速度成正比。信号的大小与加速度成正比。27二二. 压阻式传感器压阻式传感器金属电阻应变片金属电阻应变片性能稳定，测量精度性能稳定，测量精度高，但其灵敏系数低。半导体应变片高，但其灵敏系数低。半导体应变片灵敏系数是金属应变片的几十倍，在灵敏系数是金属应变片的几十倍，在微应变测量中有广泛应用微应变测量中有广泛应用 半导体压阻效应半导体压阻效应是指单晶半导体材是指单晶半导体材料受到某一轴向作用力时，其电阻率料受到某一轴向作用力时，其电阻率发生变化的现象。发生变化的现
18、象。28半导体电阻应变片的结构半导体电阻应变片的结构29半导体压阻式传感器结构半导体压阻式传感器结构30一、常用的几种金属热电阻一、常用的几种金属热电阻1 1、铂电阻、铂电阻2 2、铜电阻、铜电阻3 3、其他热电阻、其他热电阻二、热敏电阻二、热敏电阻 利用电阻率（电阻值）随温度的变化特性制成的传感利用电阻率（电阻值）随温度的变化特性制成的传感器叫做电阻式温度传感器，按采用的电阻材料可分为器叫做电阻式温度传感器，按采用的电阻材料可分为金金属热电阻属热电阻（简称（简称热电阻热电阻）和）和半导体热敏电阻半导体热敏电阻（简称（简称热敏热敏电阻电阻）两大类。）两大类。7.3.1 热电阻传感器热电阻传感器
19、31铂电阻的物理、化学性能比较稳定，因而在温度不是太高的工业铂电阻的物理、化学性能比较稳定，因而在温度不是太高的工业测温领域应用比较广泛。在测温领域应用比较广泛。在0630.74温度范围内，铂电阻的温度范围内，铂电阻的阻值与温度的关系：阻值与温度的关系：-1900温度范围内阻值与温度关系：温度范围内阻值与温度关系： 铂电阻铂电阻铂电阻。；。任意温度时的阻值；、温度、式中4122730/1022. 4/10847. 5/1096847. 3:0:CCCBCACtCCtRRtoooooo-=-=32Pt100Pt100分度表分度表33 铂铂电电阻阻的的温温度度系系数数与与其其纯纯度度有有关关，铂铂
20、的的纯纯度度常常用用W(100)W(100)来来表表示，在精密测量时应给与充分考虑。示，在精密测量时应给与充分考虑。 关于铂电阻温度系数的说明关于铂电阻温度系数的说明时的电阻值。时的电阻值。为温度在为温度在值；值；（水的沸点）时的电阻（水的沸点）时的电阻为温度在为温度在式中式中CRCRRRWoo0100,)100(01000100= =而根据而根据R R0 0可分为可分为4646、5050（Pt50Pt50）、）、100100（Pt100Pt100）、）、300300（Pt300Pt300）和）和10001000等几档。等几档。；。；412273412273/ 1004.4/10851.5/1
21、096851.3389.1)100(/ 1022.4/10847.5/1096847.3391.1)100(CCCBCAWCCCBCAWoooooo- - - - - - - - -= =- -= = = = - -= = - -= = = =34铜铜 电电 阻（阻（1） 在在对对测测量量精精度度要要求求不不太太高高，测测温温范范围围不不大大的的情情况况下下，可以使用可以使用铜电阻铜电阻，以利于降低成本。，以利于降低成本。是的电阻值；320 1CtBtAtRRt+ +=。；。任意温度温度为是的电阻值；温度为式中392730/10233. 1/10133. 2/1028899. 4:0:CCCB
22、CACtCRCtRtoooooo-=-=W W铜铜(100)1.425(100)1.425，大于铂电阻。即，大于铂电阻。即灵敏度比铂电阻高，成本也低灵敏度比铂电阻高，成本也低。在在-50-50150150的温度范围内铜电阻的阻值与温度的温度范围内铜电阻的阻值与温度的关系为：的关系为：35铜铜 电电 阻（阻（2）36其他热电阻其他热电阻 镍和铁电阻的温度系数都较大，电阻率也较高，镍和铁电阻的温度系数都较大，电阻率也较高，因此也适合作热电阻，但由于存在易氧化或非线性因此也适合作热电阻，但由于存在易氧化或非线性严重等缺点，所以这两种热电阻目前应用较少。严重等缺点，所以这两种热电阻目前应用较少。 铂、
23、铜热电阻不适合作低温和超低温测量。铂、铜热电阻不适合作低温和超低温测量。 近年来，一些新颖的测量低温领域的热电阻材近年来，一些新颖的测量低温领域的热电阻材料相继出现，如铟电阻、锰电阻、碳电阻等。料相继出现，如铟电阻、锰电阻、碳电阻等。37热热 敏敏 电电 阻阻(1)(1) 1 1热敏电阻的结构形式热敏电阻的结构形式 热敏电阻是由一些金属氧化物按不同热敏电阻是由一些金属氧化物按不同比例配方经高温烧结而成，或用半导体材料制比例配方经高温烧结而成，或用半导体材料制成的。形状有很多种，如图所示。成的。形状有很多种，如图所示。38热热 敏敏 电电 阻阻(2)(2) 2 2热敏电阻的温度特性热敏电阻的温度
24、特性 热敏电阻的温度特性由三种类型热敏电阻的温度特性由三种类型 负电阻温度系数热敏电阻（负电阻温度系数热敏电阻（NTCNTC） 正电阻温度系数热敏电阻（正电阻温度系数热敏电阻（PTCPTC） 具具有有临临界界温温度度特特性性的的热热敏敏电电阻阻（CTRCTR），即即在在某某个个温温度度下下（临临界界温温度度），电阻的阻值将会发生突变。，电阻的阻值将会发生突变。 应应该该指指出出，由由于于热热敏敏电电阻阻的的线线性性不不好好，现现在在已已基基本本不不再再用用来来作作温温度度测测量量使使用用了了。但但是是由由于于成成本本的的原原因因，在在定定点点温温度度控控制制等等场场合合中中还还有有较较大大的的
25、应应用市场。用市场。39热敏电阻热电特性与伏安特性热敏电阻热电特性与伏安特性40热电阻传感器应用热电阻传感器应用A.A.金属热电阻传感器金属热电阻传感器B.B.热敏电阻传感器热敏电阻传感器 1 1温度控制温度控制 2. 2. 温度补偿温度补偿41金属金属热电阻传感器热电阻传感器应用应用工工业业上上广广泛泛采采用用金金属属热热电电阻阻进进行行温温度度测测量量，测测量量电电路路采采用用电电桥桥电电路路。为为了了减减小小引引线线电电阻阻带带来来的的误误差差，工工业业用用铂铂电电阻阻的的引引线线不不是是两两根根而而是是三三根根或或四四根，这就是三线制测量电路和四线制测量电路。根，这就是三线制测量电路和
26、四线制测量电路。42为什么要采用三线制或四线制测温？自热电阻：在用热电阻测量时，电阻要消耗一定的功率，产生热量，同样会造成电阻值变化，产生测量误差。要限制电流，不能超过6mA，减少自热；引线电阻：测温的热电阻，总得有连接导线，但由于热电阻本身的电阻值很小，所以引线电阻值及其变化就不能忽略。例如50欧姆的铂电阻，若导线电阻为1欧姆，则导线电阻不可忽略。43三线制测温电路三线制或四线制的引入是为了消除热电阻的自热误差和引线误差缺点：可调电阻和电桥臂的电阻值相连，可能导致电桥的零点不稳44四线制测温四线制测温中，接触电阻的不稳定不会破坏电桥的平衡和正常工作状态4546热敏电阻传感器应用热敏电阻传感器
27、应用477.4.1 光敏电阻传感器光敏电阻传感器光敏电阻是基于半导体内光电效应制成的光电光敏电阻是基于半导体内光电效应制成的光电器件，又称为光导管。它没有极性，是一个电器件，又称为光导管。它没有极性，是一个电阻器件。阻器件。结构图：结构图：48光敏电阻工作原理光敏电阻工作原理 光照在半导体上，当光子能量大于半导体材料的禁光照在半导体上，当光子能量大于半导体材料的禁带宽度时，价带电子吸收光子能量跃迁到导带，激发带宽度时，价带电子吸收光子能量跃迁到导带，激发出电子、空穴对，增强了导电性能，阻值降低。出电子、空穴对，增强了导电性能，阻值降低。49光敏电阻优点光敏电阻优点光敏电阻优点：光敏电阻优点：
28、灵敏度高，很好的光谱特性，体积小，重量轻，灵敏度高，很好的光谱特性，体积小，重量轻，性能稳定。性能稳定。50光敏电阻主要参数光敏电阻主要参数暗电阻：暗电阻：室温条件下，光敏电阻未受到光照时的阻值室温条件下，光敏电阻未受到光照时的阻值. .暗电流：暗电流：暗电阻电路中流过电流为暗电流。暗电阻电路中流过电流为暗电流。亮电阻、亮电流亮电阻、亮电流：光敏电阻在受到一定光强照射下的：光敏电阻在受到一定光强照射下的阻值为亮电阻，相应电路中流过的电流为亮电流。阻值为亮电阻，相应电路中流过的电流为亮电流。光电流光电流：亮电流与暗电流的差值。：亮电流与暗电流的差值。51光敏电阻基本特性光敏电阻基本特性 伏安特性
29、：伏安特性：在一定的光照下，光敏电阻两端所加的在一定的光照下，光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系，称为伏安特性（图电压与光电流之间的关系，称为伏安特性（图3.1.243.1.24） 光照特性：光照特性：光电流与光通量或光照度之间的关系。光电流与光通量或光照度之间的关系。光敏电阻的光照特性为非线性，所以不宜做检测元件，光敏电阻的光照特性为非线性，所以不宜做检测元件，但可以做开关元件（图但可以做开关元件（图3.1.253.1.25） 光谱特性：光谱特性：光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关光敏电阻的相对灵敏度与入射波长的关系。系。也称为光谱响应（图也称为光谱响应（图3.1.263.1.26）5
30、2光敏电阻光谱特性光敏电阻光谱特性这说明什么？这说明什么？53光敏电阻光照特性光敏电阻光照特性非线性限制应非线性限制应用用54光敏电阻应用光敏电阻应用 光敏电阻的光照特性为非线性。它不适合光敏电阻的光照特性为非线性。它不适合作检测元件，一般作为开关式传感器。作检测元件，一般作为开关式传感器。防盗报警、火灾报警电器控制，人体红外报防盗报警、火灾报警电器控制，人体红外报警器的控制，路灯的开启控制。警器的控制，路灯的开启控制。光控闪烁安全警示灯光控闪烁安全警示灯作用：作用：道路施工现场指示或高楼指示，红色指示灯。道路施工现场指示或高楼指示，红色指示灯。原理：原理：CdS光敏电阻光敏电阻，V为双向晶闸
31、管，它的触发电压经双向触发为双向晶闸管，它的触发电压经双向触发二极管二极管VD2从电容从电容C两端取得。两端取得。C上的充电电压取决于上的充电电压取决于R1和光敏电阻和光敏电阻RL的分压值。白天，的分压值。白天，光敏电阻光敏电阻RL受自然光源的照射呈现低阻值受自然光源的照射呈现低阻值，电，电容容C两端的电压超不过双向触发二极管两端的电压超不过双向触发二极管VD2的的转折电压转折电压，双向晶闸管，双向晶闸管V因无触发电压而处于截止状态，警示灯因无触发电压而处于截止状态，警示灯E不亮。夜晚，环境自然光不亮。夜晚，环境自然光变暗，光敏电阻变暗，光敏电阻RL呈现高阻值，电容呈现高阻值，电容C通过通过V
32、D2和和R2放电，双向晶放电，双向晶闸管获得足够的触发电流而导通，警示灯闸管获得足够的触发电流而导通，警示灯E点亮。当电容点亮。当电容C上的电压上的电压放电到一定程度时，双向触发二极管重新截止，双向晶闸管放电到一定程度时，双向触发二极管重新截止，双向晶闸管V失去失去触发电流在交流电过零时关断，警示灯熄灭。这之后，电容触发电流在交流电过零时关断，警示灯熄灭。这之后，电容C又按又按上述过程反复充电、放电。上述过程反复充电、放电。光控闪烁安全警示灯光控闪烁安全警示灯- -光敏电阻光敏电阻声控光敏延时开关声控光敏延时开关作用：作用：是一种用于楼梯、走廊、公厕等场合的照明开关。这种开是一种用于楼梯、走廊
33、、公厕等场合的照明开关。这种开关在白天呈关闭状态，在夜晚，只要有声响便可开启，延时关在白天呈关闭状态，在夜晚，只要有声响便可开启，延时30s后后又自动关闭。又自动关闭。原理：原理：声控光敏延时开关电路中的声控光敏延时开关电路中的光敏电阻光敏电阻RL在白天受光照射呈在白天受光照射呈低阻状态，使半导体低阻状态，使半导体VT3导通，导通，VT4、VT5截止，截止，VT6导通，晶闸导通，晶闸管管VT7截止，灯泡截止，灯泡E处于熄灭状态。由于处于熄灭状态。由于VT3一直处于导通状态，一直处于导通状态，因此，不论有什么声响，灯泡因此，不论有什么声响，灯泡E都不会点亮。都不会点亮。天黑时，光敏电阻无光照射，
34、内阻增大，使天黑时，光敏电阻无光照射，内阻增大，使VT3处于截止处于截止状态，如无声响，则电路仍同白天相同。当有声响时（如人的脚状态，如无声响，则电路仍同白天相同。当有声响时（如人的脚步声），话筒步声），话筒B接受声响信号并转换为电信号，该信号经接受声响信号并转换为电信号，该信号经VT1、VT2放大后，使放大后，使VT4导通，电源经导通，电源经VT4、VD2给电容给电容C3迅速充电，并迅速充电，并使使VT5导通，导通，VT6截止，触发晶闸管截止，触发晶闸管V7导通，点亮灯泡导通，点亮灯泡E。声响消声响消失后，由于失后，由于C3缓慢放电的作用，使缓慢放电的作用，使VT5在在延时约延时约30s后转
35、为截止状后转为截止状态，并使态，并使VT6导通，晶闸管又恢复截止状态，灯泡熄灭。导通，晶闸管又恢复截止状态，灯泡熄灭。声控光敏延时开关声控光敏延时开关- -光敏电阻光敏电阻 温度是一个和人们生活环境有密切关系的物理量，也是一个人们在科学试验和生产活动中需要控制的重要物理量，因此，在各种传感器中，温度传感器是应用最广泛的一种。随着应用范围的不断扩大，人们对温度传感器的需求也会日益增高！ 我们平时使用的各种材料和元件的性能，大我们平时使用的各种材料和元件的性能，大都会随着温度的变化而变化，具有一定的温度效都会随着温度的变化而变化，具有一定的温度效应，它们好像都能当做温度传感器使用。应，它们好像都能
36、当做温度传感器使用。实际上实际上并非如此，并非如此，这是因为能获得实际应用价值的温度这是因为能获得实际应用价值的温度传感器，应具备许多条件，如测量范围宽、精度传感器，应具备许多条件，如测量范围宽、精度高、高可靠性、不需要校正、外形尺寸小、耐热、高、高可靠性、不需要校正、外形尺寸小、耐热、响应速度快、价格便宜并能大批量生产，等等。响应速度快、价格便宜并能大批量生产，等等。实际上，真正能同时满足以上所有条件的温度传实际上，真正能同时满足以上所有条件的温度传感器是不存在的，在使用时，应根据不同的测量感器是不存在的，在使用时，应根据不同的测量对象，灵活选用各种温度传感器！对象，灵活选用各种温度传感器！
37、电热水器温度控制器，电路主要由热敏电阻、比较器、电热水器温度控制器，电路主要由热敏电阻、比较器、驱动电路及加热器驱动电路及加热器RLRL等组成。通过电路可自动控制加等组成。通过电路可自动控制加热器的开闭，使水温保持在热器的开闭，使水温保持在9090热敏电阻在热敏电阻在2525时的阻值为时的阻值为100100k k，温度系数为温度系数为1 1K/K/，在比较器，在比较器ICIC的反相端加有的反相端加有3.93.9V V的基准电的基准电压，在比较器压，在比较器ICIC的同相端加有由的同相端加有由RPRP和热敏电阻和热敏电阻RTRT的分压电压。当水温低于的分压电压。当水温低于9090时，比较器时，比
38、较器ICIC输出输出高电位，驱动高电位，驱动VTVT1 1和和VTVT2 2导通，使继电器导通，使继电器K K工作，闭工作，闭合加热器电路；如果水温高于合加热器电路；如果水温高于9090时，比较器时，比较器ICIC输出端变为低电位，输出端变为低电位，VTVT1 1和和VTVT2 2截止，继电器断开截止，继电器断开加热器电路。加热器电路。调节调节RPRP可以得到要求的水温可以得到要求的水温。热电阻热电阻RTRT1 1的探头放在气体流路中，而另一个热电阻的探头放在气体流路中，而另一个热电阻RTRT2 2的探头则的探头则放置在温度与被测介质相同，但不受介质流速影响的连通室内。放置在温度与被测介质相同
39、，但不受介质流速影响的连通室内。热电阻式流量计是根据介质内部热传导现象制成的，如果将温热电阻式流量计是根据介质内部热传导现象制成的，如果将温度为度为tntn的热电阻放入温度为的热电阻放入温度为tctc的介质内，设热电阻与介质相接的介质内，设热电阻与介质相接触的面积为触的面积为A A，则热电阻耗散的热量则热电阻耗散的热量Q Q可用下式表达，即：可用下式表达，即：K K热传导系数热传导系数试验证明，试验证明，K K与介质的密度、粘与介质的密度、粘度、平均流速等参数有关。当度、平均流速等参数有关。当其它参数为定值时，其它参数为定值时，K K 仅与介仅与介质的平均流速有关。这样我们质的平均流速有关。这
40、样我们就可以通过测量热电阻耗散热就可以通过测量热电阻耗散热量量Q Q，获得介质的平均流速或流获得介质的平均流速或流量。量。电桥在介质静止不动时处于平衡状态，电流电桥在介质静止不动时处于平衡状态，电流表中无电流指示。当介质流动时，由于介质表中无电流指示。当介质流动时，由于介质会带走热量，从而使热电阻会带走热量，从而使热电阻RTRT1 1和和RTRT2 2的散热的散热情况出现差异，情况出现差异，RTRT1 1的温度下降，使电桥失去的温度下降，使电桥失去平衡，产生一个与外界流量变化相对应的电平衡，产生一个与外界流量变化相对应的电流流经电流表。如果事先按平均流量标定过，流流经电流表。如果事先按平均流量标定过，则从电流表的刻度上便知介质流量的大小。则从电流表的刻度上便知介质流量的大小。谢谢大家！66中国海洋大学工程学院海纳百川海纳百川 取则行远取则行远ThanksThanks
