控制電子學期末報告 感測器相關元件介紹 班級: 系統三甲 組員: 陳信榮 49839054(上台報告) 賴煜達 49839055(製作報告)

目錄 內容………………………………p.3 溫度感測器………………………p.4 壓力感測器………………………p.7 CMOS圖像感測器…………………p.18 心得………………………………p.20 參考文獻…………………………p.21

內容 內容 介紹應用在生活上應用的感測器 各種不同類型的感測器

溫度感測器(DS1821溫度感測IC)(1/2) DS1821( 溫度範圍為-55度 ～+125度 ) 工作模式：單線模式及恆溫器模式。 單線模式: 由DQ腳將感測到的溫度用串列 方式輸出。 恆溫模式: 可設定高溫(高電位)，低溫(低 電位)。

DS1821有四個內部暫存器(2/2) TH暫存器、TL暫存器、溫度測量結果暫存器、 狀態暫存器。 TH暫存器用來儲存設定的高溫值。 溫度測量結果暫存器用來儲存測量溫度轉換後 的結果。 狀態暫存器用來紀錄DS1821的動作、狀態以及 資料。

圖1:DS1821接腳圖

壓力感測器(1/3) 用於測量液體與氣體，工作時將壓力轉換為電信 號輸出。 圖2:壓力感測器

壓力感測器可以分為四種(2/3) 絕對壓力感測器： 錶壓力感測器： 量測流體，也就是相對於 真空壓強下的壓強。 可以量測某一特定的位置， 相對大氣壓，應用於胎 壓計。 圖3:絕對壓力感測圖

(3/3) 真空壓力感測器： 壓差計： 用來量測小於一大氣壓的壓強。 用來量測二個壓強之間的壓強 差，應用於量測濾油器兩端 的壓力差。   壓差計： 用來量測二個壓強之間的壓強 差，應用於量測濾油器兩端 的壓力差。 圖4:壓差感測圖

註釋: 大氣壓力的單位為 torr: torr = 1 mm Hg = 133.3 N/m2 ( 毫米汞柱，為壓力單位，通常用於測量大氣 壓力）

紅外線感測器(1/3) 溫度高於絕對溫度(-273度)的物體會輻射著 紅外線，這種現象稱為熱輻射。 兩個部份來構成前端，一個紅外線LED和一個 光學感測器。 電壓為3~15V，使用溫度範圍-10度~+50度 。

紅外線感測器感測元件(2/3) 紅外線LED針對感測物體發射一束紅外線訊號， 部份訊號反射回來後，再經由紅外線CMOS光感測 器進行偵測。 圖5:紅外線感測圖

應用(3/3) 電腦鼠： 　經由紅外線感測器偵測自己的位置和迷宮環境， 偵測迷宮牆面的感測器對於正確行走路線是很重 要。 圖6:紅外線分佈圖

圖7:紅外線感測器

超音波感測器(1/2) 超音波是指頻率超越人耳可聽範圍的頻率（約 20KHz以上）。 單一發射型： 只使用超音波發射器來完成，通常被使用於利用音波震動來達到效果的設備。 動作原理: 有超音波訊號進入時，使振動子產生振動， 壓電元件受到振動會產生電壓差。

應用(2/2) 超音波洗衣機 當超音波傳入液體中時，在液體裡以每秒數萬次 反覆的振動中，就產生無數的微細氣泡，衝擊附 著在清洗物上的污漬，達到全面清洗的效果。 圖8:超音波洗衣機工作圖

圖9:超音波感測器(單一發射型)

CMOS圖像感測器(1/2) 互補式金氧半導體，是一種積體電路製程，可在 矽晶圓上製作出PMOS和NMOS元件，特性上為互補 性。 互補金屬氧化物半導體是一種晶片。 具有在電晶體需要切換開關時才需耗能的優點。 接收外界光線後轉化為電能，再透過轉換器(ADC) 將獲得的影像訊號轉變為數位訊號輸出。

應用(2/2) 任天堂遊戲機Wii的遙控 器。 紅外線來檢測與電視畫面 的位置關係的功能，Wii 遙控器指向電視畫面後， 感測塢兩端的發光點被 CMOS圖像感測器捕捉。 圖10: CMOS圖像感測器

心得 在生活上有好多產品都跟感測器有關，表 示感測器非常普及化，也帶來便利，在製 作報告過程中，也了解到許多感測器,每 個感測器應用的方向及功能。

參考文獻 1. 感測器感溫電阻介紹 http://elearning.stut.edu.tw/mechelec/myweb/%B2%C4%A4%AD%B3%B9.htm 2. 壓力感測器介紹 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%8E%8B%E5%8A%9B%E8%A1%A8 3. TOSHIBA 感測器介紹 http://www.semicon.toshiba.com.tw/product/sensor/selection/sensor/index.html 4. 綜元公司感測器介紹 http://www.stately.com.tw/Product-77.html 5. 超音波感測介紹 http://mmrl.cgu.edu.tw/rehab/mme/rehab/organize/chap2/sensor/no1/no1_3.htm 6. 國立清華大學方維倫教授 CMOS MEMS 介紹 http://www.tsmea.org.tw/school/PDF/2008/39.pdf

7. OMRON感測器介紹 http://www. omron. com. tw/product. asp. ID=2&LEVEL=1 8 7. OMRON感測器介紹 http://www.omron.com.tw/product.asp?ID=2&LEVEL=1 8. 擎傑公司感測部分 http://www.kingjarl.com.tw/tw/endress-rtd.html 9. 串列式溫度感測器DS1821的使用與探究 http://www.shs.edu.tw/works/essay/2009/11/2009110918560520.pdf 10. DS1821介紹 http://rushoun.myweb.hinet.net/DS1821/DS1821%20datasheet.htm

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