物理61《傳感器及其工作原理》精品新人教版選修3-289483課件

列舉生活中的一些自動控制實例，

遙控器控制電視開關日光控制路燈的開關聲音強弱控制走廊照明燈開關等自動門等安檢門第六章傳感器一、什么是傳感器（1）什么是傳感器？（以干簧管為例引入）干簧管可以控制燈的熄滅磁感應強度的變化簧片的磁化和去磁電路的通斷干簧繼電器的應用事例：實驗電源的過載保護(無需保險絲)能夠感受非電學量并將它按照一定的規(guī)律轉化成電學量的一類元件或組件。干簧管能夠感受非電學量并將它按照一定的規(guī)律轉化成電學量的一類元件或組件。傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并把它們按照一定的規(guī)律轉化成電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷。傳感器的定義：非電學量敏感元件轉換器件轉換電路電學量（3）傳感器的工作原理

（4）、常見制作傳感器的元件干簧管：是一種能夠感知磁場的傳感器（1）光敏電阻的電阻率與光照強度有關。（2）光敏電阻受到光照時電阻會變小。硫化鎘是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照增強，載流子增多，導電性能變好。（3）光敏電阻能夠將光學量轉化為電阻這個電學量。（4）隨著光照強度的增加，多用表的指針偏角逐漸變大。光敏電阻工作原理：光照增強半導體材料中的載流子（自由電子和空穴）濃度增加材料的電阻率減小三．熱敏電阻和金屬熱電阻根據(jù)演示實驗并結合教材54頁有關內容，思考問題：（1）金屬導體與半導體材料的導電性能與溫度的變化關系是否相同？（2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點？（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠將什么量轉化為什么量？（4）隨著熱水倒入多少的不同，歐姆表有何變化？演示實驗：將熱敏電阻和多用表的歐姆檔相連，把熱敏電阻放到剩水的杯中，向杯里倒入熱水，（1）金屬導體與半導體材料的導電性能與溫度的變化關系不相同。金屬導體的導電性能隨溫度升高而降低半導體材料的導電性能隨溫度升高而變好（2）熱敏電阻靈敏度高，但化學穩(wěn)定性較差，測量范圍較?。唤饘贌犭娮璧幕瘜W穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，但靈敏度較差。（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠將溫度這個熱學量轉化電阻量這個電學量。（4）隨著水溫升高，多用表的指針偏角逐漸變大熱敏電阻和金屬熱電阻的溫度曲線。四．霍爾元件一個確定的霍爾元件的d、k、為定值，再保持I不變，則UH的變化就與B成正比。這樣，霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。推導霍爾電壓的公式

設載流子的電荷量為q，沿電流方向定向運動的平均速率為v，單位體積內自由移動的載流子數(shù)為n，垂直電流方向導體板的橫向寬度為a，則電流的微觀表達式為①載流子在磁場中受到的洛倫茲力載流子在洛倫茲力作用下側移，兩個側面出現(xiàn)電勢差載流子受到的電場力為當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，洛倫茲力與電場力平衡，即②由①②式得③

式中的nq與導體的材料有關，對于確定的導體，nq是常數(shù)。令則上式可寫為④

小結1．制作傳感器需要的敏感元件有光敏電阻、熱敏電阻與金屬熱電阻、霍爾元件等。2．光敏電阻的阻值隨光的強度增大而減小。光敏電阻將光學量轉化為電阻這個電學量。3．熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減??；金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度這個熱學量轉化為電阻這個電學量。4．霍爾元件的霍爾電壓公式為：霍爾元件把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。5．電容式傳感器能夠把位移這個力學量轉化為電容這個電學量例2、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是（）A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻