1、第六章一節(jié)傳感器及其工作原理1、什么是傳感器、什么是傳感器如圖有這一個裝置，小盒子如圖有這一個裝置，小盒子A的側(cè)面露出一個的側(cè)面露出一個小燈泡，盒外沒有開關(guān)，但是把磁鐵小燈泡，盒外沒有開關(guān)，但是把磁鐵B放到盒放到盒子上面，燈泡就會發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡就子上面，燈泡就會發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡就熄滅。熄滅。問：請大家推測，盒子里有什么樣的裝置，才問：請大家推測，盒子里有什么樣的裝置，才能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？“干簧管干簧管” 干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器。干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器。閱讀教材閱讀教材2 2、3 3段，并回答以下問題：段，并回答以下問題：（1 1）什么是傳

2、感器）什么是傳感器（2 2）傳感器的作用是什么？）傳感器的作用是什么？（1 1）傳感器：它能夠感知諸如力、溫度、光、）傳感器：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。電路的通斷。（2）傳感器的作用：是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)）傳感器的作用：是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測量、傳量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測量、傳輸、處理和控制。輸、處理和控制。傳感器傳感器轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換器件敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量電學(xué)

3、量非電物理量非電物理量2光敏電阻光敏電阻 實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)演示 ： 光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生明顯變化。光光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生明顯變化。光照越強(qiáng)，電阻越??；反之越弱。照越強(qiáng)，電阻越??；反之越弱。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量 介紹半導(dǎo)體材料介紹半導(dǎo)體材料(科學(xué)漫步科學(xué)漫步)載流子：載流子： 空穴、自由電子空穴、自由電子導(dǎo)電原理：導(dǎo)電原理： 當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時，會有更多的自由電子和空穴產(chǎn)生，于是導(dǎo)體會有更多的自由電子和空穴產(chǎn)生，于是導(dǎo)體性增強(qiáng)。性增強(qiáng)。例：如圖所示為光

4、敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中例：如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R R1 1為光敏電阻，為光敏電阻，R R2 2為定值電阻此光電計數(shù)器的基本為定值電阻此光電計數(shù)器的基本工作原理是（工作原理是（ ）A A當(dāng)有光照射當(dāng)有光照射 R R1 1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B B當(dāng)有光照射當(dāng)有光照射R R1 1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C C信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次D D信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次AC 3熱敏電阻和金屬熱電阻熱敏電阻和金屬熱電

5、阻 閱讀教材，問答問題：閱讀教材，問答問題：（1 1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系是否相同？化關(guān)系是否相同？（2 2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ （3 3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？么量？ 金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低( (溫度升高電溫度升高電阻增大）；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而增強(qiáng)阻增大）；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而增強(qiáng)溫度升高電阻減小）。溫度升高電阻減?。?。熱敏電阻靈敏度

6、高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測量范圍較熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，測量范圍較??；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，??；金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測量范圍較大，但靈敏度較差。但靈敏度較差。 熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)釋W(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量熱敏電阻或金屬熱電阻能夠?qū)釋W(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 3、熱敏電阻熱敏電阻的阻值會隨著溫度的升高而_，具有負(fù)溫度系數(shù)（還有一種是正溫度系數(shù)。如果沒有說明，就當(dāng)是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）熱敏電阻R-T關(guān)系示意圖 （1）材料：半導(dǎo)體RTo減小（2）特性：例：有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三例：有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接到歐姆

7、表兩端，再用黑紙包住元件或者把元只元件分別接到歐姆表兩端，再用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是（ ）A A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻大，這只元件一定是熱敏電阻B B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻這只元件一定是定值電阻C C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元

8、件一定是光敏電阻數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻AC教材教材53頁頁“說一說說一說” 電容式傳感器能夠把位移這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容式傳感器能夠把位移這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量。電容這個電學(xué)量。電容式位移傳感器示意圖被測物體x x電容器極板電介質(zhì)板5、霍爾元件（1）材料：半導(dǎo)體 如：砷化銦（2）工作原理圖NMFBEIUH霍爾元件工作原理圖dkUHIB（3）霍爾電壓: d薄片厚度K霍爾系數(shù)霍爾系數(shù)其大小與元件的材料有關(guān)。4霍爾元件霍爾元件

9、在霍爾效應(yīng)中產(chǎn)生的電在霍爾效應(yīng)中產(chǎn)生的電壓叫霍爾電壓壓叫霍爾電壓已知半導(dǎo)體薄片的寬度為已知半導(dǎo)體薄片的寬度為d，垂直于側(cè)面的磁，垂直于側(cè)面的磁場強(qiáng)度大小為場強(qiáng)度大小為B，方向如圖，現(xiàn)通入恒定電流，方向如圖，現(xiàn)通入恒定電流大小為大小為I，方向向右，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的載流，方向向右，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的載流子數(shù)為子數(shù)為n，求上下表面的電勢差，并判斷那一，求上下表面的電勢差，并判斷那一面電勢高？面電勢高？nqdIBUHHIBUkd1knq令：令：則：則：1、傳感器的概念：、傳感器的概念：小結(jié)：小結(jié)：2、傳感器的工作原理：、傳感器的工作原理：3、敏感元件：、敏感元件：（1）光敏電阻）光敏電阻 （光電傳感器）

10、（光電傳感器）（2）熱敏電阻和熱電阻）熱敏電阻和熱電阻 （ 溫度傳感器）溫度傳感器）（3）電容式傳感器）電容式傳感器 （位移傳感器）（位移傳感器）（4）霍爾元件）霍爾元件 （磁傳感器）（磁傳感器）非電學(xué)量非電學(xué)量敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量電學(xué)量非電學(xué)量非電學(xué)量 電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。填空：力敏傳感器力敏傳感器接受接受 信息，并轉(zhuǎn)化為電信號信息，并轉(zhuǎn)化為電信號 . 接受接受 信息，并轉(zhuǎn)化為電信號信息，并轉(zhuǎn)化為電信號位移傳感器位移傳感器光敏傳感器光敏傳感器接受接受 信息，并轉(zhuǎn)化為信息，并轉(zhuǎn)化為 。接受接受 信息，并轉(zhuǎn)化為信息，并轉(zhuǎn)化為 。聲敏傳感器聲敏

11、傳感器力力位置位置電信號光光電信號聲聲三、例題例1 有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法正確的是（ ）ABA.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻答案 AC例例2：如圖是一火警報警的一部分電路示：如圖是一火警報警的一部分電路示意圖。其中意圖。其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器。當(dāng)傳感器之間接報警器。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的、報警器兩端的電壓電壓U的變化情況是（的變化情況是（ ）A.I 變大，變大，U 變大變大 B.I 變小，變小，U 變小變小 C.I