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第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
学习目标
知道什么是传感器,理解各类传感器的工作原理
知道光敏电阻特点及作用
掌握热敏电阻和金属电阻的特点及区别
理解霍尔元件的原理及作用
会用得各类元件(热敏电阻、光敏电阻、霍尔元件等)设计简单的控制电路
课本导读
传感器
干簧管结构:它只是玻璃管内封入的的两个_______制成的簧片.
作用:在电路中起到_______的作用,它是一种能够_______的传感器.
传感器
作用:它是能够把易感受的力、温度、光、声、化学成分等_______按照一定的规律转换为容易进行测量、传输、处理和控制的电压、电流等_______,或转换为_______的一类元件.
分类:常见的传感器有色标传感器、温度传感器、_______、电容式位移传感器、电感式位移传感器等等.
光敏电阻
构造及特点:光敏电阻是用_______制成的,硫化镉就是一种_______.
其特点是电阻率随光照强度的增大而_______,原因是:无光照射,载流子_______,导电性_______.
作用:光敏电阻能够把_______转化为_______.
热敏电阻和金属热电阻
热电阻:金属的电阻率随温度的升高而_______,用多金属做成的传感器称为热电阻.其特点是_______、测温范围_______,但_______较差.
热敏电阻:半导体材料的导电能力随温度升高而_______,电阻率随温度升高而_______,用_______做成的传感器称为热敏电阻,热敏电阻也可以用_______制成.其特点是灵敏度_______.
二者的作用:二者都能把_______转化为_______.
霍尔元件
构造(如图6-1-1所示):在很小的矩形_______薄片上,制作四个电极,就成为一个霍尔元件.
图6-1-1
图6-1-1
霍尔电压:①形成过程:_______.②表达式UH=_______,式中d为,k为_______,其大小与_______有关.
作用:用霍尔元件能够把_______转换为_______.
图6-1-2典型例题
图6-1-2
【例1】 如图6-1-2所示,将万用表的选择开关置于“欧姆档”,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间.若往Rt上擦一些酒精,表针将向____(填“左”或“右”移动);若用吹风机将热风吹向电阻,表针将向____(填“左”或“右”移动).
【解析】若往Rt上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻Rt温度降低,电阻值增大,所以电流减少,指针应该向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻Rt温度升高,电阻值减少,电流增大,指针向右偏
【答案】 左 右
【特别提示】(1)热敏电阻的阻值随温度的变化而变化.阻值随温度的升高而增大的我们称之为正温度系数热敏电阻(PTC).阻值随温度的升高而减小的我们称之为负温度系数热敏电阻(NTC).
(2)欧姆表的表盘刻度最右侧为0Ω,最左侧为最大值.
【例2】 如图6-1-3所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是
当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压
当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压
信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
图6-1-3
图6-1-3
【解析】当光照射到光敏电阻R1上时,R1电阻减小,电路中电流增大.R2两端电压升高,信号处理系统得到高电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数目的,由以上分析选项A、C正确.
【特别提示】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.
达标测试
下列说法正确的是
传感器担负着信息采集的任务
干簧管是一种磁传感器
图6-1-4传感器不是电视摇控接收器的主要元件
图6-1-4
传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具
如图6-1-4为电阻R随温度T变化的图线,下列说法中正确的是
图线1是热敏电阻的图线,它是用金属材料制成的
图线2是热敏电阻的图线,它是用半导体材料制成的
图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时,下列说法正确的是
测热敏电阻时,温度越高,多用电表指针偏角越大
测热敏电阻时,温度越高,多用电表指针偏角越小
测光敏电阻时,光照越弱,多用电表指针偏角越大
测光敏电阻时,光照越弱,多用电表指针偏角越小
利用半导体材料可制成哪些电子元件
热敏电阻
光敏电阻
晶体管
图6-1-5标准电阻
图6-1-5
如图6-1-5所示,某半导体热敏电阻的I-U图线可能是
图6-1-6金属铂的电阻值对温度高低非常敏感,图6-1-6中可能表示金
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