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发布时间:03-14 来源:人教版万象城国际网址资源

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“物理选修3-26.1传感器及其工作原理获奖ppt课件”由人教版教师资源网精心整理,注册即可下载!

内容介绍

第六章 传感器

第1节

传感器及其工作原理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

2.分类

它一般可分为光敏、热敏、声音(话筒)、力学、电磁、生物等类元件。

温度传感器

明火探测器

离子感烟器

1、光敏电阻

二、制作传感器的常用元器件

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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。一般随着光照强度的增大电阻值______。

(2)材料:制作光敏电阻的材料一般为半导体。如:硫化镉

减小

(3)半导体的导电原理:半导体靠其中的________(自由电子和空穴)来导电

载流子

光敏电阻能够把光照强弱这个___________转换为电阻这个电学量

光学量

(1)特性:

例.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

R1

R2

信号处理系统

【解析】当光照射到光敏电阻R1上时,R1电阻减小,电路中电流增大.R2两端电压升高,信号处理系统得到高电压,计数器每由高电压转到低电压,就计一个数,从而达到自动计数目的,由以上分析选项B、D正确.

【特别提示】光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.

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2、热敏电阻

热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____.

热敏电阻R-T关系示意图

(1)材料:半导体

T

减小

(2)特性:

3、金属热电阻

(2)特性:金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______,具有正温度系数

(1)材料:金属热电阻是用金属做成的

T

金属热电阻R-T关系示意图

热敏电阻和金属热电阻能够把 _____这个热学量转换成为电阻这个电学量

增大

温度

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_____这个电学量

位移

电容

电容式位移传感器示意图

被测物体

电容器极板

电介质板

5、霍尔元件

(1)材料:半导体

如:砷化铟

(2)工作原理图

UH

霍尔元件大图

(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

例1 :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,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻

D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻

答案[ ]

AC

例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

R1

R2

R3

练习:

3、霍尔元件能转换哪两个量 ( )

A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量

B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

C.把力换为电压这个电学量

D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

4、火灾报警器使用的是( )

A.光传感器 B.温度传感器

C.红外线传感器 D.超声波传感器

5、如图所示是测定位移X 的电容式传感器,其工作原理是哪个量的变化造成其电容的变化( )

A.电介质进入极板的长度 B.两极板间距离

C.两极板正对面积

D.极板所带电量

极板

电介质

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

UH

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问题与练习

P55

演示:干簧管控制灯泡发光

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