傳感器及其工作原理課件

6.1傳感器及其工作原理第六章傳感器電飯鍋?zhàn)詣娱T攝像機(jī)傳感器在生活中的應(yīng)用

這一切，都要?dú)w功于現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，傳感器發(fā)揮著越來越重要的作用。演示實(shí)驗(yàn)磁信號電路的通斷閱讀教材第52頁2、3段，思考：（1）什么是傳感器？（2）傳感器的作用是什么？

一、傳感器1、定義：

傳感器是把非電學(xué)量(如位移、速度、力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、溫度、光、聲等)按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電學(xué)量(如電壓、電流、電阻、電容等)的元器件.

2、工作原理：敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量傳感器3、特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：易感知、易測量、易控制物理信息化學(xué)信息生物信息各種傳感器酒精測試儀閱讀教材53頁的內(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？二、敏感元件1、光敏電阻1、光敏電阻材料：半導(dǎo)體（硫化鎘）光照情況z受光表面暴露受光表面遮住電阻阻值電阻小電阻大結(jié)論：一般隨著光照強(qiáng)度的增大電阻值減小。光敏電阻對光敏感。（1）特性：演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：光學(xué)量(光照強(qiáng)度)電阻思考：生活中哪些地方用到光敏電阻？（2）半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理：半導(dǎo)體靠其中的載流子（自由電子和空穴）來導(dǎo)電。無光照射時，載流子極少，導(dǎo)電性性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性性能變好。閱讀教材54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(diǎn)？（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？

2、熱電阻與熱敏電阻2、熱電阻與熱敏電阻<1>金屬熱電阻：規(guī)律：電阻隨溫度的升高而增大。材料：金屬熱電阻是用金屬做成的RTO金屬熱電阻R-T關(guān)系示意圖熱學(xué)量（溫度）電阻演示實(shí)驗(yàn)<2>熱敏電阻：規(guī)律：電阻隨溫度的升高而減小。思考：生活中哪些地方用到熱敏電阻?熱學(xué)量（溫度）電阻

材料：半導(dǎo)體2、熱電阻與熱敏電阻熱敏電阻R-T關(guān)系示意圖RTo演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)用：火災(zāi)報警器3、電容式位移傳感器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)板力學(xué)量(位移)電容原理：利用運(yùn)動物體附帶的電介質(zhì)板在電容器內(nèi)部插入的多少來改變電容器的電容思考：下圖各個電容器傳感器各是哪種形式的傳感器？說明它們的工作原理。（1）測定角度θ：

（2）測定液面高度h：

（3）測定壓力F：

（4）測定位移x：

定片動片θ電介質(zhì)金屬芯線導(dǎo)電液體待測壓力F固定電極可動電極x極板極板電介質(zhì)力學(xué)量電容4、霍爾元件思考：1.當(dāng)電流方向與磁場方向垂直時，在什么方向上出現(xiàn)了電勢差？試分析原因。2.電勢差值與哪些因素有關(guān)？試推導(dǎo)其值大小?NMFBEIUH返回＋＋＋＋＋＋－－－－－－工作原理演示視頻霍爾電壓：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。磁感應(yīng)強(qiáng)度電壓1、傳感器：2）原理：2、敏感元件：（1）光敏電阻（光電傳感器）（2）熱敏電阻（溫度傳感器）（3）霍爾元件（磁傳感器）（4）電容器（位移傳感器）非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量非電學(xué)量電學(xué)量1）概念：轉(zhuǎn)換為光學(xué)量電阻溫度電阻磁感應(yīng)強(qiáng)度電壓力學(xué)量電容小結(jié)1.如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時，（）

A．電壓表的示數(shù)增大

B．R2中電流減小

C．小燈泡的功率增大

D．電路的路端電壓增大ABC2.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解析：當(dāng)R2處出現(xiàn)火情時，該處溫度升高。R2

為熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，由全電路的歐姆定律可知，路端電壓減小，該電阻兩端電壓減小，故R3兩端電壓減小，所以電流表示數(shù)減小。即U減小，I減小。提示：掌握各種元件的特性和閉合電路的動態(tài)分析是解題的關(guān)鍵R1R2R3AabEr待測壓力F固定電極膜片電極3.傳感器是一種采集信號的重要器件，如圖是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片產(chǎn)生變形，引起電容的變化，若將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)接成閉合電路，那么（）A．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將減小B．當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將增大C．若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D．若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化

BC再見4.如圖6－1－3所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中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（）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計數(shù)一次D．信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次AR1R2信號處理系統(tǒng)

BD例3、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（）ABA.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)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(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D.用黑紙包住