傳感器工作原理及其應(yīng)用

傳感器及其工作原理第六章傳感器2023級物理組第1頁一、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能：

（1）懂得什么是傳感器。（2）理解干簧管、光敏電阻、金屬熱電阻、熱敏電阻、霍爾元件特性及其工作原理。2.過程辦法：

（1）通過試驗(yàn)展示取得感性結(jié)識。（2）利用試驗(yàn)探究辦法研究傳感器特性及原理3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：

通過試驗(yàn)激發(fā)學(xué)習(xí)求知欲，通過對生活中所接觸到多種傳感器實(shí)例分析，感受到物理和生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系，體會(huì)到物理學(xué)主要性。第2頁盒子里面有什么裝置？演示第3頁二、傳感器介紹

閱讀教材2、3段，并回答下列問題：（1）什么是傳感器？（2）傳感器作用是什么？(3)試驗(yàn)中干簧管是如何傳感器？（1）傳感器：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成份等非電學(xué)量，并把它們按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路通斷。（2）傳感器作用：是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測量、傳輸、處理和控制。(3)干簧管是一種能夠感知磁場傳感器。第4頁當(dāng)代信息技術(shù)與自動(dòng)控制中為何要將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量？

答案：電學(xué)量具有便于控制、便于處理(放大、衰減和波形整頓等)，便于顯示和儲存，也便于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)燃夹g(shù)方面長處．尤其是將電學(xué)量與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，能夠方便地實(shí)現(xiàn)信息采集、處理、輸出自動(dòng)化和智能化，因此把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量進(jìn)行信息搜集.傳感器：非電學(xué)量→傳感器→電學(xué)量

第5頁轉(zhuǎn)換電路物理信息化學(xué)信息生物信息電信號敏感元件傳感器傳感器工作原理第6頁三、制作傳感器常用元器件1、光敏電阻光敏電阻實(shí)物圖請同窗們閱讀53頁教材，回答下列問題：

（1）光敏電阻電阻率與什么有關(guān)？

（2）光敏電阻受到光照時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？如何解釋？

（3）光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為何量？

第7頁（1）光敏電阻電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)。（2）光敏電阻受到光照時(shí)電阻會(huì)變小。硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照時(shí)，載流子很少，導(dǎo)電性能不好；伴隨光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性.ppt（3）光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。第8頁例1．如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，（）A．電壓表示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡功率增大D．電路路端電壓增大ABC第9頁例2.如圖6－1－3所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．此光電計(jì)數(shù)器基本工作原理是（

）A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號處理系統(tǒng)取得高電壓B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號處理系統(tǒng)取得低電壓C．信號處理系統(tǒng)每取得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D．信號處理系統(tǒng)每取得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次

AC

第10頁2、金屬熱電阻和熱敏電阻

閱讀54頁教材，回答下列問題：（1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能與溫度變化關(guān)系是否相同？（2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺陷？（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為何量？第11頁氧化錳熱敏電阻金屬熱電阻特點(diǎn)電阻率隨溫度升高而電阻率隨溫度升高而長處敏捷度好化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大制作材料半導(dǎo)體金屬作用將

這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為

這個(gè)電學(xué)量減少升高溫度電阻第12頁例3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(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀測歐姆表示數(shù)，下列說法正確是（）ABA.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表達(dá)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，歐姆表達(dá)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，歐姆表達(dá)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，歐姆表達(dá)數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻AC第13頁例4：如圖是一火警報(bào)警一部分電路示意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成傳感器，電流表為值班室顯示屏，a、b之間接報(bào)警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示屏電流I、報(bào)警器兩端電壓U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R1R3R2AabErB第14頁教材54頁“說一說”電容式傳感器能夠把位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。電容式位移傳感器示意圖被測物體x電容器極板電介質(zhì)板第15頁3、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)其大小與元件材料有關(guān)?；魻栐軌虬裚__________這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為____這個(gè)電學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度電壓霍爾電壓公式.ppt第16頁(2023·北師大附中高二期中)許多樓道照明燈具有這樣功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就啟動(dòng)；而在白天，雖然有聲音它也沒有反應(yīng)，它控制電路中也許接入傳感器是()①溫度傳感器②光傳感器③聲音傳感器④熱傳感器A．①②B．②③C．③④D．②④四、當(dāng)堂練習(xí)：B第17頁1、傳感器概念：五、小結(jié)：2、傳感器工作原理：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)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成份等非電學(xué)量，并能把它們按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路通斷。第18頁【課后設(shè)計(jì)】火警報(bào)警器設(shè)計(jì)要求：溫度過高，發(fā)生警