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1、第一节 传感器及其工作原理,第六章 传感器,一 、传感器简介,传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等_,或转换为电路的通断。,1、什么是传感器,非电学量,电学量,2、分类,它一般可分为光敏、热敏、声音(话筒)、力学、电磁、生物等 类元件。,光敏电阻实物图,1、光敏电阻,二、制作传感器的常用元器件,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。一般随着光照强度的增大电阻值_。,(2)材料:制作光敏电阻的材料一般为半导体。如:硫化镉,减小,(3)半导体的导电原理:半导体靠其中的_(自由电子和空穴)来导电,载流子,
2、光敏电阻能够把光照强弱这个_转换为电阻这个电学量,光学量,(1)特性:,请同学们思考,光敏电阻可以用在哪些地方?,2、热敏电阻,热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_,具有负温度系数,热敏电阻R-T关系示意图,(1)材料:半导体,减小,(2)特性:,请同学们思考,热敏电阻可以用在哪些地方?,3、金属热电阻,(2)特性:金属热电阻的阻值会随着温度的升高而_,具有正温度系数,(1)材料:金属热电阻是用金属做成的,金属热电阻R-T关系示意图,热敏电阻和金属热电阻能够把 _这个热学量转换成为电阻这个电学量,增大,温度,4、电容式位移传感器,电容式位移传感器能够把物体_这个力学量转换为_这个电学量,位移,电
3、容,5、霍尔元件,(1)材料:半导体 如:砷化铟,(2)工作原理图,(3)霍尔电压:,K为比例系数,称为霍尔系数其大小与元件的材料有关。,一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH 的变化就与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。,霍尔元件能够把_这个磁学量转换为_这个电学量,磁感应强度,电压,三、例题,例1、 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.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一
4、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: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,四、练习: 1、传感器能感受一些_量,并把它们按一定的规律转化为_量,就可以方便的测量、传输、处理、控制。 2
5、、常见的将光学信号转化为电信号的传感元件是_,当光照射它时,它的导电性能_。 3、霍尔元件能转换哪两个量 ( ) A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 C.把力换为电压这个电学量 D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量,非电学,电学,光敏电阻,增加,B,4、火灾报警器使用的是( ) A.光传感器 B.温度传感器 C.红外线传感器 D.超声波传感器 5、如图所示是测定位移X 的电容式传感器,其工作原理是哪个量的变化造成其电容的变化( ) A.电介质进入极板的长度 B.两极板间距离 C.两极板正对面积 D.极板所带电量,B,A,1、传感器的概念:,五、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,传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、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、电流等电学量,或转换为电路的通断。,