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1、1 第5章 传感器及其应用1.传感器及其工作原理2一、列举生活中的一些自动控制实例 遥控器控制电视开关、日光控制路灯的开关、声音强弱控制走廊照明灯开关等 另：如当走近自动门时，门会自动打开；电梯关门，当两门靠拢到接触人体时，门又会重新自动打开等等。二、什么是传感器二、什么是传感器1 1、演示实验：、演示实验： 32、揭示实验“奥秘”：盒子里用到了一种称为“干簧管”的元件。 干簧管是一种能够感知磁场的传感器 3、阅读思考： （1）什么是传感器？（2）传感器的作用是什么？4（1）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
2、量，或转化为电路的通断。（2）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。 4.几种常见的传感器 5 温度传感器温度传感器明火探测器明火探测器离子感烟器离子感烟器6三、制作传感器，常需要的一些元器件 1 1、光敏电阻、光敏电阻光敏电阻的外形和构造（课本P88） 7现象：光敏电阻在被光照射时电阻发生明显变化。普通电阻则不会发生变化。2、阅读与思考（1）光敏电阻的电阻率与什么有关？光敏电阻的电阻率与光照强度有关。 光敏电阻受到光照时电阻会变小。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；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。（2）光敏
3、电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？8（3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？光敏电阻能够将光学量光学量转化为电阻这个电学量。 3 3热敏电阻和金属热电阻热敏电阻和金属热电阻阅读思考（1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？ 金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系不相同。金属导体的导电性能随温度升高而降低；半导体材料的导电性能随温度升高而变好。 （2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？ 热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度交差。9（3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？ 热敏电阻或金属
4、热电阻能够将热学量热学量转化为电阻这个电学量。现象：热敏电阻随着温度的升高电阻发生明显变化。温度越高，电阻值越小。（注课本P91） 10问题与讨论提示：给电容器带上一定的电荷，然后用静电计来检测两板间电势差的变化，即可判断电容的变化。结论：电容式传感器能够把位移位移这个力学量力学量转化为电容这个电学量电学量。 11四、课堂总结、点评四、课堂总结、点评本节课主要学习了以下几个问题：1制作传感器需要的敏感元件光敏电阻、热敏电阻与金属热电阻等。2光敏电阻的阻值随光的强度增大而减小。光敏电阻将光学量光学量转化为电阻这个电学量。3热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小。有的热敏电阻阻值会随温度的升高而增大
5、。热敏电阻或金属热电阻将温度这个热学量热学量转化为电阻这个电学量。4电容式传感器能够把位移位移这个力学量力学量转化为电容这个电学量电学量 12【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记数一次D信号处理系统每获得一次高电压就记数一次光敏电阻及其应用光敏电阻及其应用13解析：1光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量；2光敏电阻的电阻随光照的增强而减小3光电计数器工
6、作原理当有物体挡住射到光敏电阻R1的光照时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压降低，信号处理系统得到低电压，计数器每由高电压转到低电压，就计一个数，从而达到自动计数目的答案：AC点评：光敏电阻一般由半导体材料做成，当半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强 14热敏电阻及其应用热敏电阻及其应用【例2】有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ）A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大
7、，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用黑纸包住元件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用黑纸包住元件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15解析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化传感器名称感器名称输入（感受）的入（感受）的物理量或化学量物理量或化学量输出的物理量出的物理量可能的工作原理可能的工作原理气体气体压强强传感器感器压强强电压（电流）流）力力电转换硅光硅光电池池光光电压光光电效效
8、应光光电二极管二极管光光电压光光电效效应湿敏湿敏电阻阻湿湿电压（电阻）阻）感湿材料受湿感湿材料受湿电阻阻变化化话筒筒声音声音电流流电磁感磁感应加速度加速度传感器感器加速度加速度电压电磁感磁感应测速速发电机机速度速度电流（流（电压）电磁感磁感应热电偶偶温度温度电压热电效效应酒精气体酒精气体传感器感器酒精气体酒精气体电阻阻化学反化学反应后引起后引起电阻阻变化化16练习练习、 用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用灭
9、。可供选择的器材如下：光敏电阻、小灯泡、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。ecab解解：光敏电阻受到光照射时电阻变小：光敏电阻受到光照射时电阻变小 ，将光敏电，将光敏电阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的接入继电器的a、b端，如图示：端，如图示：将交流电源与路灯接入将交流电源与路灯接入c、e之间。之间。220V 光暗时光敏电阻值大，光暗时光敏电阻值大，ab间电流小，磁性弱，间电流小，磁性弱，ce处于闭合，灯亮。处于闭合，灯亮。 光亮时，光敏电阻值光亮时，光敏电阻值小，小， ab间电流大，磁性间电流大，磁性强，吸住衔铁，电路强，吸住衔铁，电路ce处处断开，灯灭。断开，灯灭。17
