第六章傳感器列舉生活中的一些自動控制實例

遙控器控制電視開關日光控制路燈的開關聲音強弱控制走廊照明燈開關等自動門等安檢門一、什么是傳感器（1）什么是傳感器？（以干簧管為例引入）干簧管可以控制燈的熄滅磁感應強度的變化簧片的磁化和去磁電路的通斷干簧繼電器的應用事例：實驗電源的過載保護(無需保險絲)出示一只音樂茶杯，茶杯平放桌上時，無聲無息，提起茶杯，茶杯邊播放悅耳的音樂，邊閃爍著五彩的光芒。演示：音樂茶杯的工作開關又在哪里？開啟的條件是什么？？干簧管和音樂茶杯能夠感受非電學量并將它按照一定的規律轉化成電學量的一類元件或組件。能夠感受非電學量并將它按照一定的規律轉化成電學量的一類元件或組件。用書擋住底部（不與底部接觸），音樂停止，可見音樂茶杯受光照強度的控制。光照變化（光強變化）光照時光敏電阻阻值減小電路接通，音樂響起。（2）傳感器的作用是什么？傳感器的作用是把非電學量轉化為電學量或電路的通斷，從而實現很方便地測量、傳輸、處理和控制。

非電學量→傳感器→電學量

角度位移速度壓力溫度濕度聲強光照傳感器電壓電流電阻電容非電學量敏感元件轉換器件轉換電路電學量（3）傳感器的工作原理

二、常見制作傳感器的元件

Ω根據演示實驗并結合教材P57的內容，思考問題：（1）光敏電阻的電阻率與什么有關？（2）光敏電阻受到光照時會發生什么變化？怎樣解釋？（3）光敏電阻能夠將什么量轉化為什么量？（4）如下圖所示，隨著光照強度的增加，多用表的指針將如何偏轉？2、光敏電阻演示實驗：將光敏電阻和多用表的歐姆檔相連，隨著光照不同，表有何變化？（1）光敏電阻的電阻率與光照強度有關。（2）光敏電阻受到光照時電阻會變小。硫化鎘是一種半導體材料，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照增強，載流子增多，導電性能變好。（3）光敏電阻能夠將光學量轉化為電阻這個電學量。（4）隨著光照強度的增加，多用表的指針偏角逐漸變大。光敏電阻工作原理：光照增強半導體材料中的載流子（自由電子和空穴）濃度增加材料的電阻率減小三．熱敏電阻和金屬熱電阻根據演示實驗并結合教材58頁有關內容，思考問題：（1）金屬導體與半導體材料的導電性能與溫度的變化關系是否相同？（2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優缺點？（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠將什么量轉化為什么量？（4）隨著熱水倒入多少的不同，歐姆表有何變化？演示實驗：將熱敏電阻和多用表的歐姆檔相連，把熱敏電阻放到剩水的杯中，向杯里倒入熱水，

電容式傳感器能夠把位移這個力學量轉化為電容這個電學量。

插入電介質，電容增大四．霍爾元件一個確定的霍爾元件的d、k、為定值，再保持I不變，則UH的變化就與B成正比。這樣，霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。推導霍爾電壓的公式

設載流子的電荷量為q，沿電流方向定向運動的平均速率為v，單位體積內自由移動的載流子數為n，垂直電流方向導體板的橫向寬度為a，則電流的微觀表達式為①載流子在磁場中受到的洛倫茲力載流子在洛倫茲力作用下側移，兩個側面出現電勢差載流子受到的電場力為當達到穩定狀態時，洛倫茲力與電場力平衡，即②

由①②式得③

式中的nq與導體的材料有關，對于確定的導體，nq是常數。

令④

則上式可寫為

4．霍爾元件的霍爾電壓公式為：霍爾元件把磁感應強度這個磁學量轉化為電壓這個電學量。5．電容式傳感器能夠把位移這個力學量轉化為電容這個電學量例1、如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．此光電計數器的基本工作原理是（）A．當有光照射R1時，信號處理系統獲得高電壓B．當有光照射R1時，信號處理系統獲得低電壓C．信號處理系統每獲得一次低電壓就記數一次D．信號處理系統每獲得一次高電壓就記數一次AC例2、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入如圖所示電路中的A、B兩點后，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，下列說法中正確的是（）A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數變化較大，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，歐姆表示數不變