6.1传感器及其工作原理.ppt

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1、6.1传感器及其工作原理,思考：（1）什么是传感器？（2）传感器的原理是什么？（3）传感器的优点是什么？,阅读教材第52页,3分钟,一、传感器,1、定义:,指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、声、光、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电阻、电容等电学量或转换为电路的通断。,（能将非电学量转化成电学量的元件）,2、工作原理：,非电学量,敏感元件,转换电路,电学量,传感器,3、优点:,把非电学量转换为电学量以后,可以很方便的进行测量、处理和控制。,阅读教材53页的内容，思考以下问题(3分钟)（1）光敏电阻的电阻率与什么有关？（2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎

2、样解释？,二、敏感元件,1、光敏电阻,2原因：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子_，导电性能_；随着光照的增强，载流子_，导电性_,3作用：把_这个光学量转换为_这个电学量,1特点：电阻值随光照增强而_,减小,少,差,增多,增强,光照强度,电阻,1、光敏电阻,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，（）,返回,A电压表的示数增大BR2中电流减小C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大,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，（）,返回,ABC,A电压表的示数增大 BR2中电流减小C小灯泡的功率增

3、大 D电路的路端电压增大,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,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（）,BD,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,阅读教材5

4、4页有关内容，思考问题（3分钟）（1）热敏电阻和金属热电阻的导电性能与温度的变化有什么关系？（2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？（3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？,2、热敏电阻和金属热电阻,2、热敏电阻和金属热电阻,半导体,金属,灵敏度高,化学稳定性高，测温范围大,将温度这个热学量转换为电阻这个电学量,热敏电阻和金属热电阻的R-T图象：,t,例3、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

5、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,阅读教材55页的内容，思考问题：（1）霍尔元件的结构？（2）霍尔元件的工作原理？（3）霍尔电压。（4）霍尔元件的作用？,3、霍尔元件,（5分钟）,1）结构：,在一个很小的矩形半导体薄片上，制作4个电极E、F、M、N,就成为一个霍尔元件,E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B时,薄片中的载流子就在_力作用下,向着与_和_都垂直的方向运动，使M、N间出现_,磁

6、场,磁场,电流,电压,2）、原理：,3）霍尔电压：UH_，d为薄片厚度，k为霍尔系数一个霍尔元件的d、k为定值，若保持I恒定，则UH就与B成_4）作用：把_这个磁学量转换为_ 这个电学量,正比,磁感应强度,电压,阅读教材P54的内容，思考问题（2分钟）（1）平行板电容器的电容决定式？（2）电介质板的位移变化对电容有何影响？（3）这样的电容传感器能够将什么量转化为什么量？填写下表（教材56页）。,4、电容式位移传感器,位移,电容,例4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，

7、那么（）,BC,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,1、传感器：,2）原理：,2、敏感元件：（1）光敏电阻（光电传感器）（2）热敏电阻、热电阻（温度传感器）（3）霍尔元件（磁传感器）（4）电容器（位移传感器）,非电学量,敏感元件,转换电路,电学量,非电学量 电学量,1）概念：,转换为,小结：,例5：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,例5：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,B,