1. 了解傳感器
1. 傳感器
(1)定義：傳感器是指能夠感知力、溫度、光、聲音、化學(xué)成分等物理量傳感器的原理，并能根據(jù)需要將其轉(zhuǎn)換成另一種易于傳輸和處理的物理量的元件。按照一定的規(guī)則（通常是電壓、電流等電量），或者轉(zhuǎn)換成電路的通斷。
生活中的例子
（2）基本特點(diǎn)：將非電量轉(zhuǎn)換為易于測量、傳輸、處理和控制的電量。
2、傳感器的工作原理：傳感器通過敏感元件感知的通常是非電量，而利用轉(zhuǎn)換元件輸出的通常是電量，如電壓、電流、電荷等。
傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路和輔助電源四部分組成。 其工作原理如圖所示。
敏感元件直接感知被測量，輸出與被測量有確定關(guān)系的物理量信號； 轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號； 轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號進(jìn)行放大和調(diào)制； 轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路一般還需要輔助電源。
?靈敏原干簧管的結(jié)構(gòu)及原理
如圖所示，它由密封在玻璃管內(nèi)的兩片軟磁材料制成的簧片組成。 當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)干簧管被磁化并相連，因此干簧管可以起到開關(guān)的作用。 操縱開關(guān)的是磁場這只看不見的“手”。 干簧管是一種可以感應(yīng)磁場的傳感器，廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備、電子設(shè)備中。
3、傳感器特點(diǎn)
小型化、數(shù)字化、智能化、多功能、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 傳感器的存在和發(fā)展賦予物體“觸覺”、“味覺”和“嗅覺”等感覺，使物體慢慢“活起來”。
4、傳感器的分類
(1)按用途可分為：壓力傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、輻射傳感器、熱傳感器、雷達(dá)傳感器等。
(2)按其原理可分為：振動(dòng)傳感器、濕度傳感器、磁傳感器、氣體傳感器、真空傳感器、生物傳感器等。
(3)按其輸出信號可分為： 模擬傳感器——將被測量的非電量轉(zhuǎn)換成模擬電信號；
數(shù)字傳感器——將被測非電量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）；
數(shù)字傳感器——將被測信號轉(zhuǎn)換為頻率信號或短周期信號（包括直接和間接轉(zhuǎn)換）；
開關(guān)傳感器——當(dāng)測量信號達(dá)到一定閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出設(shè)定的低電平或高電平信號。
(4)按其測量目的可分為：物理傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器。
多個(gè)傳感器中的敏感元件
2. 敏感元件的了解
1、光敏電阻：是一種阻值隨入射光強(qiáng)弱而變化的電阻器。
(1)特點(diǎn)：用不同的光照射光敏電阻時(shí)，會(huì)得到不同的阻值。 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，一般光照強(qiáng)度越強(qiáng)，電阻越小。
(2)本質(zhì)：一般構(gòu)成光敏電阻的材料是半導(dǎo)體材料。 無光時(shí)，載流子很少，導(dǎo)電性差。 隨著光照的增加，載流子增多，導(dǎo)電性變強(qiáng)，電阻減小。 小的。
（3）作用：將光強(qiáng)度的光學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻的電量，就像人眼可以感知光的強(qiáng)度一樣。 光敏電阻可用來制作光電計(jì)數(shù)器。
?路燈、河流、海洋的信標(biāo)必須夜間開啟，白天關(guān)閉。 利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性來制作自動(dòng)照明和熄滅裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 這是利用半導(dǎo)體的光敏性。
2.熱敏電阻和金屬熱電阻
(1)熱敏電阻
① 采用半導(dǎo)體材料制成的利用溫度變化來改變半導(dǎo)體導(dǎo)電性能的電子元件。 一般來說，熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低。
②分類：熱敏電阻是敏感元件的一種。 根據(jù)溫度系數(shù)不同，分為正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）、負(fù)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)熱敏電阻阻值隨溫度升高而增大； 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高而減小（這是最常見的熱敏電阻，例如側(cè)邊欄 RT 圖像中的熱敏電阻）； 臨界溫度熱敏電阻具有負(fù)阻突變特性。 在一定溫度下傳感器的原理，電阻值隨著溫度的升高而急劇下降，并具有較大的負(fù)溫度系數(shù)。 它們的電阻率隨溫度變化，如側(cè)邊圖中的 ρ-t 圖所示。 如圖所示。
?金屬熱敏電阻、熱敏電阻的RT特性曲線
?各種熱敏電阻的電阻率如何隨溫度變化
(2)金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度升高而增大。 利用這種特性，金屬線也可以制成熱傳感器，稱為熱電阻。 一般來說，金屬熱電阻的靈敏度較差。
(3)氧化錳熱敏電阻與金屬熱電阻的比較
3.霍爾元件
1、霍爾元件：如圖所示，在一個(gè)小的矩形半導(dǎo)體（如砷化銦）片上制作四個(gè)電極E、F、M、N，就成為霍爾元件。
2. 霍爾電壓
(1)表達(dá)式：如圖所示，當(dāng)E和F之間通過恒定電流I，并施加垂直于板材的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場時(shí)，MN之間出現(xiàn)霍爾電壓UH，UH= kIB/天。
（2）原理：以載流子為自由電子為例，霍爾電壓推導(dǎo)如下： 根據(jù)左手定則，讓磁力線垂直穿過手掌，四個(gè)手指指向電子運(yùn)動(dòng)的相反方向（即電流方向）。
拇指指向電子受洛倫茲力的方向。 電子因洛倫茲力而偏轉(zhuǎn)并積聚在左右表面上。 然后左表面積累負(fù)電荷，右表面積累等量的正電荷。 即表面右側(cè)電位較高，會(huì)形成電場。 當(dāng)電子上的電場力與洛倫茲力平衡時(shí)，左右兩側(cè)的電壓就會(huì)穩(wěn)定。
?霍爾元件的分類
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；另一類是金屬霍爾元件，其載流子是自由電子。 另一種是半導(dǎo)體霍爾元件，其載流子是空穴（可以認(rèn)為是帶正電的粒子）。
假設(shè)M、N左右板間距離為h，E、F上下板間距離為d，則eE場=eU/h=evB，又知導(dǎo)體中的電流I = nevS = nev·hd，聯(lián)立方程為U= IB/ned。 由于ne是由霍爾元件本身的材料決定的，所以我們稱kIB/d為霍爾系數(shù)，用k表示，這樣UH=kIB/d，其中d為片材的厚度。
3. 霍爾電位水平的判斷
由左手定則確定帶電粒子受力的方向，得到帶電粒子的偏轉(zhuǎn)方向。 正電荷聚集的表面為高電位表面，負(fù)電荷聚集的表面為低電位表面。
?霍爾潛力判斷要點(diǎn)
在判斷霍爾電勢高低時(shí)，一定要注意載流子是正電荷還是負(fù)電荷。 無論載流子是正電荷還是負(fù)電荷，四個(gè)手指指的是電流的方向，即正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向，與負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)的相反方向（當(dāng)電流的方向是恒定的，無論載流子是正電荷還是負(fù)電荷，作用在載流子上的力的方向是相同的）。
4.霍爾元件的作用
霍爾元件的厚度d和霍爾系數(shù)k是固定值。 如果電流I保持恒定，則霍爾電壓U與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比。因此，霍爾元件可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁量轉(zhuǎn)換成電壓，這是一個(gè)電量，因此霍爾元件也稱為磁傳感器。
?霍爾傳感器技術(shù)在汽車行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用物理資源網(wǎng)，包括動(dòng)力、車身控制、牽引力控制和防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。 為了滿足不同系統(tǒng)的需求，霍爾傳感器有開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式三種形式。