一、知道傳感器

1.傳感器

（1）定義：傳感器是指這樣一類元件：它可以感受比如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等物理量，并能把它們按照必定的規(guī)矩轉(zhuǎn)化為便于傳送和處理的另一個物理量（一般是電壓、電流等電學(xué)量），或轉(zhuǎn)化為電路的通斷.

（2）基本特性：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，可以方便地進行測量、傳輸、處理和操控等.

2.傳感器的作業(yè)原理：傳感器通過活絡(luò)元件感受的一般對錯電學(xué)量，而它運用轉(zhuǎn)化元件輸出的一般是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等.

傳感器一般由活絡(luò)元件、轉(zhuǎn)化元件、轉(zhuǎn)化電路和輔佐電源四部分組成

活絡(luò)元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確認聯(lián)系的物理量信號；轉(zhuǎn)化元件將活絡(luò)元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)化為電信號；轉(zhuǎn)化電路負責(zé)對轉(zhuǎn)化元件輸出的電信號進行擴大調(diào)制；轉(zhuǎn)化元件和轉(zhuǎn)化電路一般還需要輔佐電源供電.

它由用玻璃管封入兩個軟磁性材料制成的簧片組成.當(dāng)磁鐵接近干簧管時，兩個簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到開關(guān)的作用，操作開關(guān)的是磁場這只看不見的“手”.干簧管是一種可以感知磁場的傳感器，廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中.

3.傳感器的特色

微型化、數(shù)字化、智能化、多功用化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化它是完結(jié)自動檢測和自動操控的首要環(huán)節(jié).傳感器的存在和展開，讓物體有了“觸覺”“味覺”和“嗅覺”等，讓物體逐漸“活”了起來.

4.傳感器的分類

（1）按照其用途可分為：壓力傳感器、方位傳感器、液面?zhèn)鞲衅鳌⒛芎膫鞲衅鳌⑺俣葌鞲衅鳌⒓铀俣葌鞲衅鳌⑸渚�輻射傳感器、熱敏傳感器、雷達傳感器等.

（2）按照其原理可分為：振蕩傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空度傳感器、生物傳感器等.

（3）按其輸出信號可分為：模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成模擬電信號；

數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成數(shù)字輸出信號（包括直接和直接轉(zhuǎn)化）；

膺數(shù)字傳感器——將被測量的信號量轉(zhuǎn)化成頻率信號或短周期信號（包括直接和直接轉(zhuǎn)化）；

開關(guān)傳感器—當(dāng)一個被測量的信號到達某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號.

（4）按照其測量意圖可分為：物理型傳感器、化學(xué)型傳感器、生物型傳感器.

二、對活絡(luò)元件的知道

1、光敏電阻：是一種電阻值隨入射光的強弱而改動的電阻器.

（1）特性：當(dāng)用不同的光照射光敏電阻時會得到不同的電阻，由試驗數(shù)據(jù)可知一般光照強度越強，電阻越小.

（2）實質(zhì)：一般構(gòu)成光敏電阻的物質(zhì)為半導(dǎo)體材料，當(dāng)無光照時載流子很少，導(dǎo)電功用欠好；跟著光照的增強，載流子增多，導(dǎo)電功用變強，電阻就會減小.

（3）作用：把光照強弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量，就如同人的眼睛相同，可以感知光線的強弱，應(yīng)用光敏電阻可制成光電計數(shù)器.

2.熱敏電阻和金屬熱電阻

（1）熱敏電阻

①由半導(dǎo)體材料制成，運用溫度改動使半導(dǎo)體的導(dǎo)電功用產(chǎn)生改動的電子元件一般熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小.

②分類：熱敏電阻是活絡(luò)元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）、負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）和臨界溫度熱敏電阻（CTR）.正溫度系數(shù)熱敏電阻隨溫度升高電阻增大；負溫度系數(shù)熱敏電阻隨溫度升高電阻減小（這是常見到的熱敏電阻，如邊欄圖R-T圖象中的熱敏電阻）；臨界溫度熱敏電阻具有負電阻驟變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加急劇減小，具有很大的負溫度系數(shù).它們的電阻率隨溫度的改動如邊欄圖中ρ-t圖象所示.

（2）金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，運用這一特性，金屬絲也可以制造成熱敏傳感器，稱為熱電阻一般的金屬熱電阻的活絡(luò)度較差.

（3）氧化錳熱敏電阻和金屬熱電阻的比照

三、霍爾元件

1、霍爾元件：如圖所示，在一個很小的矩形半導(dǎo)體（如砷化銦）薄片上、制造四個電極E、F、M、N，它就成了一個霍爾元件.

2、霍爾電壓

（1）表達式：如圖所示，E、F間通入安穩(wěn)電流I，一同外加與薄片垂直的磁感應(yīng)強度為B的磁場，則MN間出現(xiàn)霍爾電壓UH，UH＝kIB/d.

（2）原理：以載流子是自由電子為例，霍爾電壓的推導(dǎo)如下：依據(jù)左手定則，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向電子運動的反方向（即電流方向），

拇指指向即電子受洛倫茲力的方向，電子在洛倫茲力作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，并在左右兩邊表面堆集，則左邊表面堆集負電荷，右側(cè)表面就堆集等量的正電荷，即右側(cè)表面的電勢高，這樣就會形成電場，當(dāng)電子所受電場力與洛倫茲力平衡時，左、右兩邊的電壓到達安穩(wěn).

霍爾元件可分為兩類：一類是金屬霍爾元件，其載流子是自由電子；另一類是半導(dǎo)體霍爾元件，其載流子是空穴（可以認為是帶正電的粒子）.

設(shè)M、N左右兩板距離為h，E、F上下兩板距離為d，則eE場=eU/h＝evB，又知導(dǎo)體中電流I＝nevS＝nev·hd，聯(lián)立方程得U＝IB/ned.因為ne是由霍爾元件自身材料決議的，我們把kIB/d稱為霍爾系數(shù)，用k表示，這樣就有UH＝kIB/d，其間d是薄片的厚度.

3、霍爾電勢凹凸的判別

由左手定則判別帶電粒子的受力方向，然后得出帶電粒子的偏轉(zhuǎn)方向，正電荷集合的面為高電勢面，負電荷集合的面為低電勢面.

在判別霍爾電勢的凹凸時，必定要注意載流子是正電荷仍是負電荷.無論載流子是正電荷仍是負電荷，四指指的都是電流方向，即正電荷定向移動的方向，負電荷定向移動的反方向（電流方向一守時，無論載流子是正電荷仍是負電荷，載流子受力方向均相同）.

4.霍爾元件的作用

一個霍爾元件的厚度d、霍爾系數(shù)k為定值，若堅持電流I安穩(wěn)，則霍爾電壓U就與磁感應(yīng)強度B成正比，因此，霍爾元件可以把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學(xué)量，故霍爾元件又稱磁敏元件.