日常生活中的傳感器

〔關鍵詞〕 測量；信號；轉換；應用

〔中圖分類號〕 G633.7〔文獻標識碼〕 Ｃ

〔文章編號〕 1004—0463（2008）08（Ａ）—00６４—０1

傳感器是把非電學物理量(如速度、位移、壓力、溫度、濕度、流量、聲強、光照度等)轉換成易于測量、傳輸、處理的電學量（如電壓、電流、電阻、電容等）的一種器件，通常把傳感器定義為對應于特定被測物理量提供有效電信號輸出的器件.

一、力電傳感器

力電傳感器主要是利用敏感元件和變阻器把力學信號（位移、速度、加速度等）轉化為電學信號（電流、電壓等）的儀器.另外，力電傳感器廣泛地應用于社會生產、現代科技中，如安裝在導彈、飛機、潛艇和宇宙飛船上慣性導航系統及ABS防抱死制動系統.

1. 位移傳感器

位移傳感器的工作原理如圖1所示，物體在M導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬滑桿P，通過電壓表顯示的數據來反映物體位移的大小x.

2. 聲電傳感器

唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器，其中有一種是動圈式的，其工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號.

3. 電磁脈沖傳感器

現代汽車在制動時，有一種ABS系統，它能阻止制動時車輪抱死變為純滑動.純滑動不但制動效果不好，而且易使車輛失控.為此，需要一種測定車輪是否還在轉動的裝置.如果檢測出車輪不再轉動就會自動放松制動機構，讓輪子仍保持緩慢轉動狀態.這種檢測裝置稱為電磁脈沖傳感器.如圖２所示，B是一根永久磁鐵，外面繞有線圈.它的左端靠近一個鐵質齒輪，齒輪與轉動的車輪是同步的.當齒輪上的齒靠近線圈時被磁化，使磁通量增強；當齒輪離開線圈時，磁通量減弱，磁通量的變化使線圈中產生感應電流，將電流經放大后去控制制動機構，可有效地防止車輪被抱死.

二、光電傳感器

光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管.如果是光敏電阻，它是利用光敏電阻的阻值隨光照強度的變化而變化的原理制成的；如果是光電管，它就是利用在光作用下電子能逸出物體表面的現象制成的.例如，自動沖水機、路燈的控制、光電計數器、煙霧報警器等都是利用了光電傳感器的原理.

光電管在各種自動化裝置中有很多應用，街道路燈自動控制就是其應用之一.如圖３所示的電路為模擬電路，其中A為光電管，B為電磁繼電器，C為照明電路的電源，D為路燈.開關合上后，白天，光電管在可見光照射下有電子逸出，從光電管理工作陰極逸出的電子被加速到達陽極，使電路接通，電磁鐵中的強電流將銜鐵吸下，照明電路斷開，燈泡不亮.夜晚，光電管無電子逸出，電路斷開，彈簧將銜鐵拉上，照明電路接通.這樣就達到日出燈熄、日落燈亮的效果.

三、熱電傳感器

熱電傳感器在我們日常生活中應用廣泛，如電飯煲的自動控制系統.如圖４所示，S₁是一個限溫開關，手動閉合后，當溫度達到103℃時會自動斷開.S₂是一個自動溫控開關，當溫度低于70℃時，會自動閉合；溫度高于80℃時，會自動斷開.紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈，限流電阻為R₁和R₂.