高二物理 传感器的简单应用 ppt.ppt

简单温度自动控制实验 实验目的：有一类电阻对光敏感，叫光敏电阻。当我们改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。本实验就是要定性的观察这一现象，并且总结出随着光照强度的增大电阻的变化趋势。 （一）实验目的 制作一个自动计数的仪器，了解光电计数器的基本原理。 (四)实验步骤: 1、将光敏电阻（光电管）接在计数器上，使光源发出的光线照在光敏电阻上，如图中所示，A为光源，B为光敏电阻，C为计数器，D为传送带，E为几个小物体。当物体随 传送带向前运动时，会挡住光源A射向光敏电阻上的光线，光线每被遮挡一次，计数器就会纪录一次。 2、数数由几个物体，开动传送带，看一看电子计数器纪录的数字是不是相同。 实验原理：利用欧姆定律，用电阻表测出光敏电阻在不同光照强度下，电阻值的变化清况。 实验器材：光敏电阻、电阻表、光源(手电筒)、导线。 实验步骤: 1、将光敏电阻接在欧姆表的两支表笔上，如图所示，调节电阻表的倍率，使电阻表的指针较为适中。 2、用手电筒作为光源，照在光敏电阻上，并将手张开，放在光敏电阻的上方，挡住部分光线，观察光敏电阻的电阻值。移开手掌，使光敏电阻上光面积逐渐增加，观察光敏电阻的电阻值如何变化。 （二）实验原理 利用光敏电阻的传感作用，将光信号转换为电信号。由于物体会遮挡光线，引起光信号的变化，这个变化将被光敏电阻转换为电信号的变化，在由电子计数器把电信号变化的次数记录下来。 （三）实验器材 光源（如电子教鞭激光器）、光敏电阻（光电管）、电子计数器（类似银行数钞机的计数器）、数个小圆柱体、小传送带。 传感器的简单应用 （一）传感器简介 1、什么是传感器 传感器又称探测器或变换器，是利用物理、化学和生物学某些效应和原理，按照一定制造工艺研制出来和获取信息的器件 。 它不主动对环境做影响。 （2）工作原理 将所感受到的物理量转换成便于测量的量（一般是电学量）。 （3）分类 它一般可分为光敏、热敏、声音（话筒）、力学、电磁、生物等类元件。 （4）特点 一、能大大拓宽人类的感知范围。 二、能更客观、准确地反映实际情况。 三、能更迅速地反应信息的变化。 敏感元件 传感元件 信号调节转换电 路 辅 助 电 路 提供电源 电量 非电量 输出 传感器工作原理图 记录，显示，执行机构等 热敏元件可分为电热偶、热敏电阻和二极管结电压三类。 （一） 电热偶有工作温度范围大(-200~+1200℃)，性能可靠，只是使用条件要求高。 特点： （二）热敏电阻是利用半导体锗或硅掺杂后温度对电阻率影响大的特点制成的，具有负温度系数，约以温度每上升40 ℃阻值下降一半。 工作范围为：锗 -20~80 ℃ 硅 -40~220 ℃ 工作精度：推荐在0.05 ℃ （三）二极管结电压 硅二极管的正向导通结电压在-220℃~125℃之间有-0.2mV/℃的关系，因而测量晶体管结电压变化，就可精确得到温度的变化。 工作精度：推荐在1/200 ℃ R T I 1 V 热敏电阻R-T关系示意图 热敏二极管I-V与T关系示意图 -20℃ 20℃ 60℃ 光敏元件可分为三类，光敏电阻、光敏二极管和光电二极管。 符号 光敏电阻 光敏二极管 光电二极管 （1）光敏电阻一般是用CdS2为材料制造的，具有良好的光强—电阻效应，对光的响应速度约在1/5~1/10秒 。 特点 （2）光敏二极管是用硅材料制造，具有良好的光强—饱和导通性能，对光的响应速度因工艺的不同，一般在2μs~3ns之间。 因为性能稳定和成本低，目前被广泛应用于遥控、数据传输、光电计时计数和摄像器材等领域。 （3）光电二极管是光电子效应的真空管，具有光强—饱和光电流效应，对光的反应时间在1ns以下，因体积大成本高而未能普遍使用。 光敏电阻 光敏二极管 光电二极管 I V 同一照度下三种敏元件的伏安曲线示意图 0 力学传感器可分为压感电阻型、压力电压型和压力导通型。 特点 （1）压力导通型是最先应用的一种传感器 。 （2）压感电阻型 分机械式和压感导电材料（橡胶）型。 压感导电橡胶以制造、加工方便，价格低廉，广泛占领普通消费市场 。 机械式