人教版高二物理选修3-2《传感器及其工作原理》课件.ppt

航空航天宇宙飞船 飞行的速度 加速度 位置 姿态 温度 气压 磁场 振动测量 阿波罗10 飞船对3295个参数进行检测 其中 温度传感器559个 压力传感器140个 信号传感器501个 遥控传感器142个 专家说 整个宇宙飞船就是高性能传感器的集合体 第一节传感器及其工作原理 学习目标 3 了解非电学量转换成电学量的技术意义 进一步拓展学生的思维 进一步探讨科技发展给人类带来的利与弊 2 介绍光敏电阻 热敏电阻 霍尔元件三种敏感元件 了解其性能和工作原理 1 通过观察一些现象和常见的事例 初步了解传感器的概念 了解传感技术在信息时代的作用与意义 自动门 引入新课 自动干手机 酒精含量测试仪 电子秤 原理 当磁体靠近干簧管 或给控制线圈通断电 时 两个簧片被磁化 相互吸引而接通 干簧管能起到开关的作用 什么是传感器 干簧管 干簧管的应用 1 传感器的定义 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 电流等电学量 或转化为电路的通断 2 传感器的作用 测量 传输 处理和控制 视觉 嗅觉 听觉 味觉 触觉 光传感器 湿度传感器 气体传感器 声音传感器 味传感器 温度传感器 压力传感器 人获取外界信息 机械自动化设备获取外界信息 离子感烟器 温度传感器 自动旋转门 明火探测器 光电传感器 湿度传感器 机油压力传感器 超声波传感器 风速传感器 全自动血压机 雷达测速仪 红外耳温计 1 光敏电阻 制作传感器常用的敏感元件 特性 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 一般会随着光照强度的增大而电阻值减小 3 传感器常用的敏感元件 走廊声控灯的工作原理 光敏传感器 声敏传感器 灯 延时电路 声音 控制装置 光线 2 热敏电阻 特性 热敏电阻的阻值会随着温度的升高而 具有负温度系数 减小 3 电容式位移传感器 电容式位移传感器把力学量 位移 转换为电学量 电容 1 测定角度 2 测定液面高度h 3 测定压力F 4 测定位移x 3 电容式传感器 制作传感器常用的敏感元件 在一个很小的矩形半导体 例如砷化铟 薄片上 制作4个电极 就成了一个霍尔元件 4 霍尔元件 霍尔效应 当电场力增大到与洛伦兹力相等时 内外侧端面间就形成一个稳定的电场 此时两端面形成一个稳定的电压UH 这种现象称为霍尔效应 这个电压叫做霍尔电压 可以证明 霍尔电压UH d 薄片的厚度k 霍尔系数 霍尔元件 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 载流子在洛伦兹力作用下侧移 两个侧面出现电势差 当达到稳定状态时 洛仑兹力与电场力平衡 电流的微观表达式 1 传感器的概念 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 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计数一次D 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 BD 例2 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 这只元件一定是定值电阻C 用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比 欧