第一节 传感器及其工作原理.doc

江苏省溧阳中学高二物理第六章 传感器 第一节传感器及其工作原理 编者:杨福松【学习目标】1.知道什么是传感器，理解各类传感器的工作原理2.知道光敏电阻特点及作用3.掌握热敏电阻和金属电阻的特点及区别4.理解霍尔元件的原理及作用5.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 【要点导学】一.传感器1.干簧管结构：它只是玻璃管内封入的的两个制成的簧片2.作用：在电路中起到的作用，它是一种能够的传感器3.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4.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二.光敏电阻1.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2.作用：光敏电阻能够把转化为三.热敏电阻和金属热电阻1.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2.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3.二者的作用：二者都能把转化为图6-1-1四.霍尔元件1.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霍尔电压：形成过程：表达式UH=，式中d为，k为，其大小与有关2.作用：用霍尔元件能够把转换为.【典型例题】图6-1-3【例1】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( )A当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次图6-1-4【例2】传感器是一种采集信息的重要器件。如图6-1-4所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）A当F向上压膜片电极时，电容将减小B当F向上压膜片电极时，电容将增大C若电流计有示数，则压力F发生变化D若电流计有示数，则压力F不发生变化图6-1-5【例3】如图6-1-5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 ( )AI变大，U变大 BI变小，U变小CI变小，U变大 DI变大，U变小图6-1-6【例4】演示位移传感器的工作原理如图6-1-6所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )A物体M运动时，电源内的电流会发生变化B物体M运动时，电压表的示数会发生变化C物体M不动时，电路中没有电流D物体M不动时，电压表没有示数【分层练习】 班级 姓名 学号 ( )1.下列说法正确的是A.传感器担负着信息采集的任务 B.干簧管是一种磁传感器C.传感器不是电视摇控接收器的主要元件D.传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具( )2.如图6-1-7为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C.图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D.图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高( )3.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A.测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B.测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C.测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D.测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小( )4.利用半导体材料可制成哪些电子元件A.热敏电阻 B.光敏电阻 C.晶体管 D.标准电阻 ( ) 5.如图6-1-8所示，某半导体热敏电阻的IU图线可能是( )6.金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图6-1-9中可能表示金属铂电阻的UI图线是( )7.下列说法正确的是A.金属导体的电阻率随温度增加而减小 B半导体的电阻率随温度增加而增大 C.用半导体制成的热敏电阻，可以作为测温元件 D.用半导体制成的光敏电阻，可以起到开关的作用( )8.关于热敏电阻以下说法中正确的是A.热敏电阻的阻值随温度升高而增大 B.热敏电阻的阻值随温度升高而减小 C.热敏电阻的阻值随温度变化而均匀变化 D.热敏电阻可以用金属氧化物制作9.一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而由于它对光照较敏感，所以可以作传感器10.在自动恒温装置中，某半导体材料的电阻率随温度的变化如图6-1-10所示，这种材料具有发热和控温双重功能回答下列问题：（1）通电后，其电功率( )A.先增大后减小 B.先减小后增大C.一直不变 D.无法确定(2)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在( )A. t1 B. t2 C. t1至t2的某一值上 D.大于t2的某一值上图6-1-1111.按图6-1-11连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是；用电吹风对热敏电阻吹一会，会发现小灯泡，原因是；停止吹风，会发现；把热敏电阻放入冷水中会发现家长评价：家长签名：12温度传感器广泛用于室内空调电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度而变化的特性工作的，在图6-1-12中，电源的电动势E