傳感器及其工作原理87675課件

第六章

第一節(jié)：傳感器及其工作原理1、什么是傳感器如圖有這一個裝置，小盒子A的側(cè)面露出一個小燈泡，盒外沒有開關(guān)，但是把磁鐵B放到盒子上面，燈泡就會發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡就熄滅。問：請大家推測，盒子里有什么樣的裝置，才能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？“干簧管”干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器。閱讀教材2、3段，并回答以下問題：（1）什么是傳感器（2）傳感器的作用是什么？日常生活中的傳感器電冰箱、電飯煲中的溫度傳感器;空調(diào)中的溫度和濕度傳感器;煤氣灶中的煤氣泄漏傳感器;電視機(jī)和影碟機(jī)中的紅外遙控器;照相機(jī)中的光傳感器;汽車中燃料計和速度計等等。轉(zhuǎn)換器件敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量非電物理量2．光敏電阻[實驗演示]：光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生明顯變化。光照越強(qiáng)，電阻越??；反之越弱。實驗結(jié)論：光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量

介紹半導(dǎo)體材料(科學(xué)漫步)載流子：空穴、自由電子導(dǎo)電原理：當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時，會有更多的自由電子和空穴產(chǎn)生，于是導(dǎo)體性增強(qiáng)。3．熱敏電阻和金屬熱電阻閱讀教材，問答問題：（1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)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?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低(溫度升高電阻增大）；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而增強(qiáng)溫度升高電阻減?。?。熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測量范圍較??；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，但靈敏度較差。熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)釋W(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量

3、熱敏電阻熱敏電阻的阻值會隨著溫度的升高而_____，具有負(fù)溫度系數(shù)（還有一種是正溫度系數(shù)。如果沒有說明，就當(dāng)是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）熱敏電阻R-T關(guān)系示意圖（1）材料：半導(dǎo)體RTo減小（2）特性：熱敏電阻和金屬熱電阻能夠把_____這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成為電阻這個電學(xué)量溫度例：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到歐姆表兩端，再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AC5、霍爾元件（1）材料：半導(dǎo)體如：砷化銦（2）工作原理圖NMFBEIUH霍爾元件工作原理圖（3）霍爾電壓:d－－薄片厚度K－－霍爾系數(shù)其大小與元件的材料有關(guān)?；魻栐軌虬裚__________這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為____這個電學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度電壓4．霍爾元件在霍爾效應(yīng)中產(chǎn)生的電壓叫霍爾電壓已知半導(dǎo)體薄片的寬度為d，垂直于側(cè)面的磁場強(qiáng)度大小為B，方向如圖，現(xiàn)通入恒定電流大小為I，方向向右，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的載流子數(shù)為n，求上下表面的電勢差，并判斷那一面電勢高？令：則：1、傳感器的概念：小結(jié)：2、傳感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏電阻（光電傳感器）（2）熱敏電阻和熱電阻（溫度傳感器）（3）電容式傳感器（位移傳感器）（4）霍爾元件（磁傳感器）非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量非電學(xué)量電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。三、例題例1有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（）ABA.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答案[]AC例2：如圖是一火警報警的一部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是（

）A.

I變大，U變大B.

I變小，U變小C.I變小，U變大D.

I變大，U變小R1R2R3AabErB解析：當(dāng)R2處出現(xiàn)火情時，該處溫度升高。R2為熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，由全電路