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5.2常見的傳感器工作原理及應用
演示實驗：
一
什么是傳感器
？
干簧管
原理：當磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開關的作用。
一
什么是傳感器
？
一
什么是傳感器
？
1、傳感器的定義：
傳感器是指這樣一類元件：
它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并把它們按照一定的規律轉化成電壓、電流等電學量，或轉化為電路的通斷。
2，傳感器的作用
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
一
什么是傳感器
？
光敏電阻
二
制作傳感器常用的敏感元件
特性：隨著光照強度的增大而電阻值減小。
1、光電傳感器—光敏電阻
光敏電阻的工作原理
光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量。
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；隨著光照的增強，載流子也增多，導電性變好
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計數一次
D．信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次
AC
①熱敏電阻
特性：熱敏電阻的阻值會隨著溫度的升高而減小，具有負溫度系數
二
制作傳感器常用的敏感元件
2、熱電傳感器
②金屬熱電阻
鉑電阻
二
制作傳感器常用的敏感元件
特性：金屬的阻值會隨著溫度的升高而增大
熱敏電阻或金屬熱電阻：
把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量
二
制作傳感器常用的敏感元件
電阻——溫度特性曲線
例2、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兩點后，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數，下列說法正確的是（ ）
A
B
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，歐姆表示數相同，這只元件一定是定值電阻
AC
電容式位移傳感器能把物體位移這個力學量轉換為電容這個電學量
二
制作傳感器常用的敏感元件
3、電容式傳感器
待測壓力F
固定電極
膜片電極
例3．傳感器是一種采集信號的重要器件，如圖是一種測定壓力的電容式傳感器，當待測壓力F作用于可動膜片產生變形，引起電容的變化，若將電容器、靈敏電流計和電源串聯接成閉合電路，那么（ ）
A．當F向上壓膜片電極時，電容將減小
B．當F向上壓膜片電極時，電容將增大
C．若電流計有示數，則壓力F發生變化
D．若電流計有示數，則壓力F不發生變化
BC
定片
動片
θ
電介質
金屬芯線
導電液體
（1）測定角度θ：
（2）測定液面深度h：
常見的電容式傳感器：
例4、如圖所示，有電流I流過長方體金屬塊，金屬塊厚度為d，高為b，有一磁感應強度為B的勻強磁場垂直于紙面向里，金屬塊單位體積內的自由電子數為n，自由電子的電荷量為e, 試問金屬塊上、下表面哪個面電勢高？電勢差是多少？
下表面
4、霍爾元件
在一個很小的矩形半導體（如砷化銦）薄片上，制作四個電極E、F、M、N就成為一個霍爾元件。
霍爾元件
二
制作傳感器常用的敏感元件
霍爾效應
可以證明，霍爾電壓UH：
d——薄片的厚度
k——霍爾系數
霍爾元件——把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓
這個電學量
霍爾效應
1、傳感器的概念
小 結
2、傳感器的作用：
3、敏感元件：
（1）光敏電阻 （光電傳感器）
（2）熱敏電阻和熱電阻 （ 溫度傳感器）
（3）電容式傳感器 （位移、力、角度、深度傳感器）
（4）霍爾元件 （磁傳感器）
非電學量
敏感元件
轉換器件
轉換電路
電學量

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