高中物理课件：5-1-2认识传感器 传感器及其工作原理.ppt

《传感器》 ==新课标物理选修 2==： 第五章： 5.1~2 传感器及其工作原理 没有今日的基础科学，就没有明日的科技应用 ---李政道 简单的实验： 小盒子的侧面露出一个小灯泡， 盒外没有开关，但是把磁铁放到盒 子上面，灯泡就发光，把磁铁移走 ，灯泡熄灭。 盒子里面有什么装置? 解释： 当磁铁靠近干簧管时，两个 簧片被磁化而接通，所以干簧管 能起到开关的作用！ 原理： 磁信号 电路的通断 干簧管 敏感元件 转换电路 传 感 器 1、传感器： 是把非电学量（如位移、速度、力、磁感应强度、温度、光、声等）按一定的规律转换为电学量（如电压、电流、电阻、电容等）的元器件。 非电学量 电学量 传感器又称探测器或变换器， 我感觉很好 我们知道，你身体的各项指标都很正常！ a 传感器工作原理： b 特点（优点）： ①、能大大拓宽人类的感知范围。 ② 、能更客观、准确地反映实际情况。 ③ 、能更迅速地反应信息的变化。 2、传感器中的敏感元件： a 光敏电阻： 光学量 电学量：电阻 作用： 结构： 由对光敏感的物质（如：CdS2）涂敷在绝缘板上，并在 其表面用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极。 实验研究光敏特性： 阻值随光照强度增强而减小 阻值变化原因： 由半导体材料组成， 通常电路符号： 区别于： 光照越强，内部载流子增多，导电性越好 例1、如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ） A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 ABC 例2、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 A R1 R2 信号处理系统 ? b 热敏电阻和金属热电阻： 金属热电阻： 规律：金属电阻随温度的升高而增大 热敏电阻： 规律： 电学量：电阻 热学量：温度 金属热电阻铂做成的温度计 测温优点： 测温范围大、稳定性好 测温优点： 测温敏感度好 作用： 1、金属热电阻 2、热敏电阻 常见符号： 由半导体材料制成 实物图： 电阻随温度的升高而减小。 例2、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 A B AC 例3：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 A a b E r B 提示： 掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键 c 霍尔元件： 霍尔电压： 给定的霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH的变化就与B成正比。 磁学量：磁感应强度B 电学量：电压 作用： 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流金属导体，当磁场 方向与电流方向垂直，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向是 出现了电势差的现象， 该元件叫霍尔元件 称为霍尔效应， 形成的电压UH叫霍尔电压 d 电容式传感器： 测定角度 测定液面高度 测定压力F 测定位移 由平行板电容器电容： 通过改变： 、 、 从而改变C 作用： 力学量 电学量：电容 1、传感器： 2）原理： 非电学量 敏感元件 转换电路 电学量 1）概念： 转换为 小结： 电学量 非电学量 2、敏感元件： 1）光敏电阻： 2）热敏电阻： 3）霍尔元件： 4）电容器： （光电传感器） （温度传感器） （磁传感器） （位移传感器） 光学量 电学量：电阻 电学量：电阻 热学量：T 磁学量：B 电学