高中物理 6.1传感器及其工作原理课件 新人教版选修32.ppt

第一节传感器及其工作原理 第六章传感器 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 电流等 或转换为电路的通断 1 什么是传感器 非电学量 电学量 2 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 光敏电阻实物图 1 光敏电阻 二 制作传感器的常用元器件 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 请同学们思考 光敏电阻可以用在哪些地方 2 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 减小 2 特性 请同学们思考 热敏电阻可以用在哪些地方 3 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 金属热电阻r t关系示意图 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 增大 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 5 霍尔元件 1 材料 半导体如 砷化铟 2 工作原理图 3 霍尔电压 k为比例系数 称为霍尔系数其大小与元件的材料有关 一个霍尔元件的d k为定值 再保持i恒定 则uh的变化就与b成正比 因此霍尔元件又称磁敏元件 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 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 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 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 b 四 练习 1 传感器能感受一些 量 并把它们按一定的规律转化为 量 就可以方便的测量 传输 处理 控制 2 常见的将光学信号转化为电信号的传感元件是 当光照射它时 它的导电性能 3 霍尔元件能转换哪两个量 a 把温度这个热学量转换为电阻这个电学量b 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量c 把力换为电压这个电学量d 把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 非电学 电学 光敏电阻 增加 b 4 火灾报警器使用的是 a 光传感器b 温度传感器c 红外线传感器d 超声波传感器5 如图所示是测定位移x的电容式传感器 其工作原理是哪个量的变化造成其电容的变化 a 电介质进入极板的长度b 两极板间距离c 两极板正对面积d 极板所带电量 b a 1 传感器的概念 五 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 转换器件 转换