人教版高二物理选修3-2《传感器及其工作原理》课件.ppt

航空航天宇宙飞船,飞行的速度、加速度、位置、姿态、温度、气压、磁场、振动测量。“阿波罗10”飞船对3295个参数进行检测，其中：温度传感器559个、压力传感器140个、信号传感器501个、遥控传感器142个,专家说：整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体,第一节传感器及其工作原理,学习目标：,3.了解非电学量转换成电学量的技术意义，进一步拓展学生的思维，进一步探讨科技发展给人类带来的利与弊。,2.介绍光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件三种敏感元件了解其性能和工作原理。,1.通过观察一些现象和常见的事例，初步了解传感器的概念，了解传感技术在信息时代的作用与意义。,自动门,引入新课,自动干手机,酒精含量测试仪,电子秤,原理：当磁体靠近干簧管(或给控制线圈通断电）时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用,什么是传感器？,干簧管,干簧管的应用,1.传感器的定义：,传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。,2.传感器的作用,测量、传输、处理和控制,视觉,嗅觉,听觉,味觉,触觉,光传感器,湿度传感器,气体传感器,声音传感器,味传感器,温度传感器,压力传感器,人获取外界信息,机械自动化设备获取外界信息,离子感烟器,温度传感器,自动旋转门,明火探测器,光电传感器,湿度传感器,机油压力传感器,超声波传感器,风速传感器,全自动血压机,雷达测速仪,红外耳温计,1、光敏电阻,制作传感器常用的敏感元件,特性：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。一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。,3、传感器常用的敏感元件,走廊声控灯的工作原理,光敏传感器,声敏传感器,灯,延时电路,声音,控制装置,光线-,2、热敏电阻,特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_，具有负温度系数,减小,3、电容式位移传感器,电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学量（电容）。,（1）测定角度,（2）测定液面高度h,（3）测定压力F,（4）测定位移x,3、电容式传感器,制作传感器常用的敏感元件,在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极，就成了一个霍尔元件。,4、霍尔元件,霍尔效应,当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一个稳定的电压UH。这种现象称为霍尔效应，这个电压叫做霍尔电压,可以证明，霍尔电压UH：,d薄片的厚度k霍尔系数,霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差.当达到稳定状态时,洛仑兹力与电场力平衡,电流的微观表达式,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,转换器件,转换电路,电学量,例1.如图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,BD,例2、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