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6.1传感器及其工作原理
第六章
传感器
自动门
自动干手机
引入新课
以上自动门和自动烘干机是怎样自动进行工作的？靠的是什么原理？
演示实验：
小盒子
A
的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁
B
放到盒子上面灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。
盒子里有什么装置？
1、干簧管
一.传感器
什么是传感器？
工作原理：当磁体靠近干簧管时，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。
2、声音的转换——话筒
电子秤的工作原理显示：电子秤的外形及应变片的粘贴位置如图。
称重时红色应变片受拉变长，绿色应变片受压变短，经桥路转换之后输出电压，数字显示器显示重量。
3、电子秤
1定义：传感器是指这样一类元件：它能感受例如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们转换成电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。从而能方便地进行测量、传输、处理和控制。
传感器的作用
传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。
非电学量→传感器→电学量
角度
位移
速度
压力
温度
湿度
声强
光照
传感器
电压
电流
电阻
电容
1、光敏电阻
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。
二.传感器常用的敏感元件
2.光敏电阻的工作原理
当光敏电阻受到光照时，光生电子—空穴对增加，阻值减小，电流增大。
光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
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
A
R1
R2
信号处理系统
BD
【针对训练1】
2、热敏电阻
特点：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.金属热电阻
铂电阻
热敏电阻或金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。
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
B
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，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻
AC
【针对训练2】
如右图，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。物体位移的变化，就转换成了电容量的变化。
4、电容式传感器
电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量
待测压力F
固定电极
膜片电极
传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（
）
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容将增大
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
BC
【针对训练3】
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。
5、霍尔元件
霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
推导:
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
如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，问：金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？
由左手定则知
上表面聚集负电荷
下表面聚集正电荷
故下表面电势高
【针对训练4】
1、传感器的概念
课堂小结
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
课后作业：
课后问题与练习
同步训练
谢谢观看
THANK
YOU!

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