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§2 常见传感器的工作原理及应用
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第二册
第五章 传感器
新课引入
我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们转换为与之有确定对应关系的电学量输出。那么，常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？
思考与讨论：
一、光敏电阻
1.特点：光照越强，电阻越小。
2.原因：光敏电阻的构成物质为硫化镉是半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
3.作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
新课讲授
一、光敏电阻
实验：观察光敏电阻特性
新课讲授
光敏电阻的应用：自动计数装置
没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小；有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大。
一、光敏电阻
新课讲授
二、金属热电阻和热敏电阻
1.金属热电阻：金属的电阻率随温度的升高而增大。用金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻。
2.热敏电阻：有些半导体在温度上升时导电能力增强。用半导体材料制作热敏电阻。
热学量 → 电学量
新课讲授
金属热电阻特性
二、金属热电阻和热敏电阻
热敏电阻特性
新课讲授
热敏电阻的应用：低油位报警装置
二、金属热电阻和热敏电阻
新课讲授
油位高→电阻大→灯不亮
油位低→电阻小→灯亮
三、电阻应变片
金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化。
新课讲授
力学量 → 电学量
力传感器演示
三、电阻应变片
新课讲授
思考与讨论：
如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化。用什么方法可以检测电容的变化？电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。
新课讲授
四、霍尔元件
新课讲授
四、霍尔元件
新课讲授
1．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“＋”接线柱流进时指针向右偏，从“－”流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器的电容将减小
B．M点的电势比N点的低
C．灵敏电流表指针向左偏转
D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化
B
课堂练习
课堂练习
【答案】B
【详解】A．由题可知，电容器的电压不变，当待测压力突然增大时，F向上压膜片电极，由 ，可知d减小，电容增大，A错误；
BC．由题可知，电容器的电压不变，若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N流向M，故M点的电势比N点的低，C错误、B正确；
D．若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充放电，电容器的电容变化，说明压力F变化，D错误。
故选B。
C
课堂练习
课堂练习
B
课堂练习
课堂练习
B
课堂练习
课堂练习

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