6.1传感器及其工作原理.ppt

亿万里之外的探测器亿万里之外的探测器为什么这么听话？为什么这么听话？第六章第六章 传感器传感器第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理一、传感器简介 阅读教材阅读教材2、3段，并回答以下问题：段，并回答以下问题：（1）什么是传感器？）什么是传感器？（2）传感器的作用是什么？）传感器的作用是什么？(3)实验中的干簧管是怎样的传感器？实验中的干簧管是怎样的传感器？（1）传感器：它能够感知诸如力、温度、光、声、）传感器：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等化学成分等非电学量非电学量，并把它们按照一定的规律转化，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等成电压、电流等电学量电学量，或转化为电路的通断。，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）传感器的作用：是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处实现很方便地测量、传输、处理和控制。理和控制。(3)干簧管是一种能够感知磁场的传感器。干簧管是一种能够感知磁场的传感器。传感器：非电学量传感器：非电学量传感器传感器电学量电学量 你认为图你认为图6.1-16.1-1中盒子里有什么装置？中盒子里有什么装置？二、制作传感器的常用元器件2、光敏电阻、光敏电阻请同学们阅读请同学们阅读5353页教材，回答以下问题：页教材，回答以下问题：（1 1）光敏电阻的电阻率与什么有关？）光敏电阻的电阻率与什么有关？（2 2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？（3 3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？1、干簧管、干簧管能够将磁信号转换为电信号能够将磁信号转换为电信号2、光敏电阻、光敏电阻（1 1）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。（2 2）光敏电阻受到）光敏电阻受到光照时电阻会变小光照时电阻会变小。硫化镉是一种半导体材料，无光照时，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；随着光照载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，增强，载流子载流子增多，导电性能变好。半增多，导电性能变好。半导体材料导电性导体材料导电性.（3 3）光敏电阻能够将光学量转）光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量。化为电阻这个电学量。例例1如图所示，如图所示，R1、R2为定值电阻，为定值电阻，L是小灯泡，是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）A电压表的示数增大电压表的示数增大 BR2中电流减小中电流减小C小灯泡的功率增大小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大电路的路端电压增大例例2.如图如图613所示为光敏电阻自动计数器的示所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中意图，其中R1为光敏电阻，为光敏电阻，R2为定值电阻此光为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是电计数器的基本工作原理是 （）A当有光照射当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压B当有光照射当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压时，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信号处理系统每获得一次高电压就计数一次3、金属热电阻和热敏电阻、金属热电阻和热敏电阻 阅读阅读5454页教材，回答以下问题：页教材，回答以下问题：a.a.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是否相同？b.b.热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？c.c.热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？氧化锰热敏电阻氧化锰热敏电阻 金属热电阻金属热电阻 特点特点电阻率随温度的电阻率随温度的升高而升高而 .电阻率随温度的电阻率随温度的升高而升高而 .优点优点灵敏度好灵敏度好化学稳定性好，化学稳定性好，测温范围大测温范围大制作材料制作材料半导体半导体金属金属作用作用将将 这个热学量转化为这个热学量转化为 这这个电学量个电学量例例3、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中三只元件分别接入如图所示电路中A、B两两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察点后，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（欧姆表的示数，下列说法正确的（）ABA.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件一定是定值电阻AC例例4：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表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，为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感之间接报警器。当传感器器R2所在处出现火情时，显示器的电流所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器、报警器两端的电压两端的电压U的变化情况是（的变化情况是（）A.I 变大，变大，U 变大变大 B.I 变小，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R3R2AabErB4 4、霍尔元件、霍尔元件（1）材料：半导体）材料：半导体 如：砷化铟如：砷化铟（2）工作原理图）工作原理图NMFBEIUH霍尔元件工作原理图霍尔元件工作原理图（3）霍尔电压）霍尔电压:d薄片厚度K霍尔系数霍尔系数其大小与元件的材料有关。许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是的控制电路中可能接入的传感器是()温度传感器温度传感器光传感器光传感器声音传感器声音传感器热传感器热传感器AB CDB例例5：1、传感器的概念：、传感器的概念：五、小结：五、小结：2、传感器的工作原理：、传感器的工作原理：3、敏感元件：、敏感元件：（1）光敏电阻）光敏电阻 （光电传感器）（光电传感器）（2）热敏电阻和热电阻）热敏电阻和热电阻（温度传感器）温度传感器）（3）电容式传感器）电容式传感器（位移传感器）（位移传感器）（4）霍尔元件）霍尔元件（磁传感器）（磁传感器）非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量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、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。为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。