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,高中物理课件,灿若寒星整理制作,高中物理课件灿若寒星整理制作,1,传感器及其工作原理,选修3-2第六章,江北中学：余震洪,传感器及其工作原理选修3-2第六章江北中学：余震洪,2,自动门,引入新课,自动干手机,自动门引入新课自动干手机,3,演示实验：,小盒子,A,的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁,B,放到盒子上面灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。,盒子里有什么装置？,什么是传感器,？,1、干簧管,演示实验：什么是传感器1、干簧管,4,原理：,当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用。,什么是传感器,？,原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干,5,什么是传感器,？,传感器的定义：,传感器是指这样一类元件：,它能够感知诸如,力、温度、光、声、化学成分,等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成,电压、电流,等电学量，或转化为,电路的通断,。,什么是传感器传感器的定义：传感器是指这样一类元件：,6,2，传感器的作用是什么？,传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地,测量、传输、处理和控制,。,非电学量,传感器,电学量,角度,位移,速度,压力,温度,湿度,声强,光照,传感器,电压,电流,电阻,电容,什么是传感器,？,2，传感器的作用是什么？非电学量传感器电学量角度 传感器,7,1、光敏电阻,制作传感器常用的敏感元件,特性：,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。一般会随着光照强度的,增大,而电阻值,减小,。,1、光敏电阻制作传感器常用的敏感元件特性：光敏电阻对光敏感。,8,光敏电阻的工作原理,光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。,硫化镉是一种半导体材料，,无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好,光敏电阻的工作原理 光敏电阻能够把光照强弱这个光学,9,例1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中,R,1,为光敏电阻，,R,2,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,R,1,时，信号处理系统获得高电压,B当有光照射,R,1,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,R,1,R,2,信号处理系统,BD,例1.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,10,2、热敏电阻,特性：,热敏电阻的阻值会随着温度的,升高,而_，具有负温度系数,减小,制作传感器常用的敏感元件,2、热敏电阻特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_,11,金属热电阻,铂电阻,制作传感器常用的敏感元件,金属热电阻铂电阻制作传感器常用的敏感元件,12,热敏电阻或金属热电阻：,把,温度,这个热学量转换为,电阻,这个电学量,制作传感器常用的敏感元件,电阻温度特性曲线,热敏电阻或金属热电阻：制作传感器常用的敏感元件电阻温度特,13,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,B,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,AC,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,14,如右图，被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。物体位移的变化，就转换成了电容量的变化。,3、电容式传感器,电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量,如右图，被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两,15,待测压力F,固定电极,膜片电极,例3传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（ ）,A当F向上压膜片电极时，电容将减小,B当F向上压膜片电极时，电容将增大,C若电流计有示数，则压力F发生变化,D若电流计有示数，则压力F不发生变化,BC,待测压力F固定电极膜片电极例3传感器是一种采集信号的重要器,16,霍尔元件,在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片上，制作四个电极E、F、M、N就成为一个霍尔元件。,霍尔元件,制作传感器常用的敏感元件,霍尔元件 在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片,17,霍尔效应,定向移动的电荷受到方向,平行于侧面向里的洛伦兹力的,作用。在这个力的作用下，薄,片两个侧面上会累积起正负电,荷。,随着电荷积累，在内外侧,面间会形成一个逐渐增强的电,场,定向移动的电荷同时受到,洛伦兹力和电场力的作用,霍尔效应 定向移动的电荷受到方向 随,18,霍尔效应,当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面,间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一个稳定,的电压,U,H,。这种现象称为,霍尔效应,，这个电压叫做,霍,尔电压,霍尔效应 当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧,19,霍尔效应,可以证明，霍尔电压U,H,：,d薄片的厚度,k霍尔系数,霍尔元件,把,磁感应强度,这个磁学量转换为,电压,这个电学量,霍尔效应可以证明，霍尔电压UH：d薄片的厚度霍尔元件,20,例3、如图所示，有电流,I,流过长方体金属块，金属块宽度为,d,，高为,b,，有一磁感应强度为,B,的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为,n,，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？,下表面,例3、如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，,21,1、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,1、传感器的概念小 结2、传感器的工作原理：3、敏感元,22,
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