物理选修3-2传感器及其工作原理.ppt

1、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,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。,非电学量,电学量,2、 传感器的种类,物理传感器、化学传感器、生物传感器,一般来说，用于完成视觉、听觉、触觉功能的传感器其接受的是光、声波、压力等的物理信息称物理传感器,代替嗅觉、味觉功能的传感器，则称化学传感器或生物传感器,（按感受信息的学科特点不同）,3、传感器的工

2、作原理,敏感元件,传感元件,信号调节转换电路,辅 助 电 路,提供电源,电学量,非电学量,输出,传感器工作原理图,记录，显示，执行机构等,阅读教材P52的内容，思考问题： （1）光敏电阻的电阻率与什么有关？ （2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？ （3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？ （1）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。 （2）光敏电阻受到光照时电阻会变小。硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。 （3）光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量。,二、光敏电阻,1、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A是发光仪

3、器，B是传送带上物品，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（ AD ） （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记数一次 （D）信号处理系统每获得一次高电压就记数一次,三热敏电阻和金属热电阻,阅读教材53页有关内容，思考问题： （1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？ （2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？ （3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？ （1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系不相同。 金属导体的导电性能随温度升高而降

4、低 半导体材料的导电性能随温度升高而变好,（2）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差。 （3）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量(温度)转化为电阻这个电学量。,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,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

5、_这个电学量,位移,电容,3、随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，是因为 （ ） A. 改变了湿度 B. 改变了温度 C. 改变了磁场 D. 改变了电容,D,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,1、传感器的概念：,

6、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,转换电路,电学量,传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。,结束,传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。,一、传感器的含义,传感器,执行机构,显示器 (指针式电表) (数字屏),计算机系统,传感器应用的一般模式:,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：,3、金属热电阻,（2）特