物理：《传感器及其工作原理》.ppt

作业： 1．观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？ 2．实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。 例题：尝试体验 1．如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ） A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 * 一 、传感器简介 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等_______;或转换为电路的通断。 1、什么是传感器 非电学量 电学量 传感器：非电学量→传感器→电学量 角度 位移 速度 压力 温度 湿度 声强 光照 …… 传感器 电压 电流 电阻 电容 …… 转换电路 物理信息 化学信息 生物信息 电 信 号 敏感元件 传感器 传感器的工作原理 光敏电阻实物图 1、光敏电阻 二、制作传感器的常用元器件 点击放大 光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般随着光照强度的增大电阻值______。 （2）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体。如：硫化镉 减小 （3）半导体的导电原理：半导体靠其中的________（自由电子和空穴）来导电 载流子 光敏电阻能够把光照强弱这个___________转换为电阻这个电学量 光学量 （1）特性： 2、金属热电阻 （2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数 （1）材料：金属热电阻是用金属做成的 R T O 金属热电阻R-T关系示意图 增大 （2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数 3、热敏电阻 热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____，具有负温度系数 热敏电阻R-T关系示意图 （1）材料：半导体 R T o 减小 （2）特性： 热敏电阻和金属热电阻能够把 _____这个热学量转换成为电阻这个电学量 温度 4、电容式位移传感器 电容式位移传感器能够把物体_____这个力学量转换为_____这个电学量 位移 电容 电容式位移传感器示意图 被测物体 x 电容器极板 电介质板 5、霍尔元件 （1）材料：半导体 如：砷化铟 （2）工作原理图 N M F B E I UH 霍尔元件工作原理图 （3）霍尔电压: d－－薄片厚度 K－－霍尔系数其大小与元件的材料有关。 霍尔元件能够把___________这个磁学量转换为____这个电学量 磁感应强度 电压 1、传感器的概念： 小结： 2、传感器的工作原理： 3、敏感元件： （1）光敏电阻 （光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器） （3）电容式传感器 （位移传感器） （4）霍尔元件 （磁传感器） 非电学量 敏感元件 转换电路 电学量 非电学量 电学量，或转换为电路的通断。 三、例题 例1 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ） A B A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻 答案[ ] AC 例2：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ） A.　I 变大，U 变大 B.　I 变小，U 变小 C.　I 变小，U 变大 D.　I 变大，U 变小 R1 R2 R3 A a b E r B 解析：当R2处出现火情时，该处温度升高。 R2 为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，由全电路的欧姆定律可知，路端电压减小，该电阻两端电压减小，故R3两端电压减小，所以电流表示数减小。即U减小，I减小。 友情提示：掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键 R1 R2 R3 A a b E r 返回