關(guān)于物理選修傳感器及其工作原理現(xiàn)象1：電子磅將汽車的質(zhì)量自動以數(shù)字形式顯示出來現(xiàn)象2：汽車受到振動后自動打開了報警器的開關(guān)思考：電子磅是如何感受到汽車的質(zhì)量并準(zhǔn)確的顯示出來呢？汽車又是怎樣感知到振動而打開報警器的開關(guān)呢？

第2頁,共25頁，2024年2月25日，星期天傳感器及其工作原理第3頁,共25頁，2024年2月25日，星期天一、傳感器簡介

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)成分等________，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等_______，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。

1、什么是傳感器非電學(xué)量電學(xué)量第4頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

2、傳感器的種類物理傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器一般來說，用于完成視覺、聽覺、觸覺功能的傳感器其接受的是光、聲波、壓力等的物理信息稱物理傳感器代替嗅覺、味覺功能的傳感器，則稱化學(xué)傳感器或生物傳感器（按感受信息的學(xué)科特點不同）第5頁,共25頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共25頁，2024年2月25日，星期天干簧管第7頁,共25頁，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)換電路物理信息化學(xué)信息生物信息電信號光信號敏感元件傳感器3、傳感器的工作原理第8頁,共25頁，2024年2月25日，星期天敏感元件傳感元件信號調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換電路輔助電路提供電源電學(xué)量非電學(xué)量輸出傳感器工作原理圖記錄，顯示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)等第9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天光敏電阻實物圖1、光敏電阻二、制作傳感器的常用元器件點擊放大第10頁,共25頁，2024年2月25日，星期天閱讀教材P52的內(nèi)容，思考問題：（1）光敏電阻的電阻率與什么有關(guān)？（2）光敏電阻受到光照時會發(fā)生什么變化？怎樣解釋？（3）光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？（1）光敏電阻的電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)。（2）光敏電阻受到光照時電阻會變小。硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照時，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。（3）光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量。二、光敏電阻第11頁,共25頁，2024年2月25日，星期天1、如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是傳送帶上物品，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是（AD）（A）當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓（B）當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓（C）信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次（D）信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次AR1R2信號處理系統(tǒng)圖3第12頁,共25頁，2024年2月25日，星期天三．熱敏電阻和金屬熱電阻閱讀教材53頁有關(guān)內(nèi)容，思考問題：（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？（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)系不相同。金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變好第13頁,共25頁，2024年2月25日，星期天（2）熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測量范圍較小；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。（3）熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)釋W(xué)量(溫度)轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量。第14頁,共25頁，2024年2月25日，星期天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第15頁,共25頁，2024年2月25日，星期天電阻溫度：第16頁,共25頁，2024年2月25日，星期天4、電容式位移傳感器電容式位移傳感器能夠把物體_____這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為_____這個電學(xué)量位移電容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17頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

電容器的電容C決定于極板的正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化，則通過測定電容器的電容就可以確定上述物理量的變化，起這種作用的電容器稱為電容式傳感器。圖甲是測量

的電容式傳感器，原理是

。

定片θ甲圖乙是測量

的電容式傳感器，原理是

。金屬芯線電介質(zhì)導(dǎo)電液體乙h第18頁,共25頁，2024年2月25日，星期天圖丙是測量

的電容式傳感器，原理是

。

固定電極可動電極F丙壓力F由于C∝1/d，壓力F作用在可動電極上，引起極板間距d的變化，通過測出C的變化，測量壓力F的變化。第19頁,共25頁，2024年2月25日，星期天3、隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家庭，洗手后，將濕手靠近自動干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干。手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因為（）

A.改變了濕度B.改變了溫度C.改變了磁場D.改變了電容

D第20頁,共25頁，2024年2月25日，星期天5、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:K為比例系數(shù)，稱為霍爾系數(shù)其大小與元件的材料有關(guān)。一個霍爾元件的d、k為定值，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比。因此霍爾元件又稱磁敏元件?；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)度電壓第21頁,共25頁，2024年2月25日，星期天1、傳感器的概念：五、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)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。結(jié)束第22頁,共25頁，2024年2月25日，星期天

傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、溫度、濕度、流量、聲強(qiáng)、光照度等）轉(zhuǎn)換成易于測量、傳輸、處理的電學(xué)量（如電壓、電流、電容等）的一種組件，起自動控制作用。一、傳感器的含義非電學(xué)量傳感器放大轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示器(指針式電表)(數(shù)字屏)計算機(jī)系統(tǒng)傳感器應(yīng)用的一般模式:第23