高二物理选修选修传感器及其工作原理.ppt

传感器 6 1传感器及其工作原理 传感器 防盗报警器 报警器里面用了一个干簧管 干簧管可以感知磁场而接通或断开电路 一 什么是传感器 传感器是指这样一些元件 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规律转换为电压 电流等电学量 或转换为电路的通断 非电学量电学量 传感器 角度位移速度加速度压力温度湿度声强光照强度 电压电流电阻电容 传感器的种类 物理传感器 化学传感器 生物传感器 物理传感器 用于完成视觉 听觉 触觉功能的传感器 其接受的是光 声波 压力等的物理信息 化学传感器或生物传感器 代替嗅觉 味觉功能的传感器 按感受信息的学科特点不同 离子感烟器 明火探测器 温度传感器 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 色标传感器 全自动血压机 自动旋转门 电子秤 电磁流量计 电子测温计 1 光敏电阻的电阻率与光照强度有关 2 光敏电阻受到光照时电阻会变小 硫化镉 CdS 是一种半导体材料 无光照时 载流子极少 导电性能不好 光照增强 载流子增多 导电性能变好 3 光敏电阻将光学量 光照强度 转化为电学量 电阻 二 光敏电阻 光电传感器 载流子 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 AC 三 热敏电阻和金属热电阻 1 导电性能与温度的变化关系 半导体材料的导电性能随温度升高而变好 电阻率随温度升高而减小 金属导体的导电性能随温度升高而降低 电阻率随温度升高而增大 2 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 但灵敏度较差 3 热敏电阻或金属热电阻能够将热学量 温度 转化为电阻这个电学量 例题3 下图是一个温度传感器的原理示意图 Rt是一个热敏电阻器 试说明传感器是如何把温度值转变为电信号的 解答 温度升高或降低导致Rt阻值发生变化 使电路中电流也发生变化 导致R上的电压也发生改变 因此电压表读数将会发生变化 从而就将温度的化转变为电信号 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 四 电容式传感器 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 材料 半导体如 砷化铟 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 霍尔元件把磁学量 磁感应强度 转换为电学量 电压 五 霍尔元件 磁传感器 2 工作原理 1 传感器 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 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 例题2 如图所示 R1 R2为定值电