1、第六章 傳感器,列舉生活中的一些自動控制實例，,遙控器控制電視開關 日光控制路燈的開關 聲音強弱控制走廊照明燈開關等 自動門 等,6.1 傳感器及其工作原理,一、什么是傳感器,閱讀教材P56 1、 2、3段，思考問題： （1）什么是傳感器？ （2）傳感器的作用是什么？ （1）傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并把它們按照一定的規(guī)律轉化成電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷。 （2）傳感器的作用是把非電學量轉化為電學量或電路的通斷，從而實現很方便地測量、傳輸、處理和控制。,非電學量傳感器電學量,干簧管：是一種能夠感知磁場的傳感器,閱讀教材P57的內容，

2、思考問題： （1）光敏電阻的電阻率與什么有關？ （2）光敏電阻受到光照時會發(fā)生什么變化？怎樣解釋？ （3）光敏電阻能夠將什么量轉化為什么量？ （1）光敏電阻的電阻率與光照強度有關。 （2）光敏電阻受到光照時電阻會變小。硫化鎘是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照增強，載流子增多，導電性能變好。 （3）光敏電阻能夠將光學量轉化為電阻這個電學量。,二、光敏電阻,三熱敏電阻和金屬熱電阻,閱讀教材58頁有關內容，思考問題： （1）金屬導體與半導體材料的導電性能與溫度的變化關系是否相同？ （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將什么量轉化為什么

3、量？ （1）金屬導體與半導體材料的導電性能與溫度的變化關系不相同。 金屬導體的導電性能隨溫度升高而降低 半導體材料的導電性能隨溫度升高而變好,（2）熱敏電阻靈敏度高，但化學穩(wěn)定性較差，測量范圍較?。唤饘贌犭娮璧幕瘜W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將熱學量(溫度)轉化為電阻這個電學量。,電容式傳感器能夠把位移這個力學量轉化為電容這個電學量。,插入電介質，電容增大,四霍爾元件,一個確定的霍爾元件的d、k、為定值，再保持I不變，則UH的變化就與B成正比。這樣，霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。,推導霍爾電壓的公式,設載流子的電荷量為q，沿

4、電流方向定向運動的平 均速率為v，單位體積內自由移動的載流子數為n，垂直電 流方向導體板的橫向寬度為a，則電流的微觀表達式為 載流子在磁場中受到的洛倫茲力 載流子在洛倫茲力作用下側移，兩個側面出現電勢差 載流子受到的電場力為 當達到穩(wěn)定狀態(tài)時，洛倫茲力與電場力平衡，即 由式得 式中的nq與導體的材料有關，對于確定的導體，nq是常數。 令 則上式可寫為 ,小 結,1制作傳感器需要的敏感元件有 光敏電阻、熱敏電阻與金屬熱電阻、霍爾元件等。 2光敏電阻的阻值隨光的強度增大而減小。光敏電阻將光學量轉化為電阻這個電學量。 3熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減?。唤饘贌犭娮璧淖柚惦S溫度的升高而增大。熱敏電阻或

5、金屬熱電阻將溫度這個熱學量轉化為電阻這個電學量。 4霍爾元件的霍爾電壓公式為： 霍爾元件把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。 5電容式傳感器能夠把位移這個力學量轉化為電容這個電學量,例1、如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻此光電計數器的基本工作原理是（ ） A當有光照射 R1時，信號處理系統獲得高電壓 B當有光照射R1時，信號處理系統獲得低電壓 C信號處理系統每獲得一次低電壓就記數一次 D信號處理系統每獲得一次高電壓就記數一次,AC,例2、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入如圖所示電路中的A、B兩點后，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，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，歐姆表示數相同，這只元件一定是定值電阻,AC,例3、 如圖所示，有電流