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6.1傳感器及其工作原理
第六章
傳感器
自動門
自動干手機
引入新課
以上自動門和自動烘干機是怎樣自動進行工作的？靠的是什么原理？
演示實驗：
小盒子
A
的側面露出一個小燈泡，盒外沒有開關，但是把磁鐵
B
放到盒子上面燈泡就發光，把磁鐵移走，燈泡熄滅。
盒子里有什么裝置？
1、干簧管
一.傳感器
什么是傳感器？
工作原理：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。
2、聲音的轉換——話筒
電子秤的工作原理顯示：電子秤的外形及應變片的粘貼位置如圖。
稱重時紅色應變片受拉變長，綠色應變片受壓變短，經橋路轉換之后輸出電壓，數字顯示器顯示重量。
3、電子秤
1定義：傳感器是指這樣一類元件：它能感受例如力、溫度、光、聲、化學成分等非電學量，并能把它們轉換成電壓、電流等電學量，或轉換為電路的通斷。從而能方便地進行測量、傳輸、處理和控制。
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
1、光敏電阻
特性：光敏電阻對光敏感。當改變光照強度時，電阻的大小也隨著改變。一般會隨著光照強度的增大而電阻值減小。
二.傳感器常用的敏感元件
2.光敏電阻的工作原理
當光敏電阻受到光照時，光生電子—空穴對增加，阻值減小，電流增大。
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。
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
A
R1
R2
信號處理系統
BD
【針對訓練1】
2、熱敏電阻
特點：熱敏電阻的阻值會隨著溫度的升高而_____，具有負溫度系數
減小
3.金屬熱電阻
鉑電阻
熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量。
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
【針對訓練2】
如右圖，被測物體在左右方向發生位移時，電介質板隨之在電容器兩極板之間移動。物體位移的變化，就轉換成了電容量的變化。
4、電容式傳感器
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
待測壓力F
固定電極
膜片電極
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
【針對訓練3】
在一個很小的矩形半導體（例如砷化銦）薄片上，制作4個電極，就成了一個霍爾元件。
5、霍爾元件
霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量。
推導:
載流子在洛倫茲力作用下側移，兩個側面出現電勢差.當達到穩定狀態時,洛侖茲力與電場力平衡.
電流的微觀表達式
如圖所示，有電流I流過長方體金屬塊，金屬塊寬為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，問：金屬塊上、下表面哪面電勢高？電勢差是多少？
由左手定則知
上表面聚集負電荷
下表面聚集正電荷
故下表面電勢高
【針對訓練4】
1、傳感器的概念
課堂小結
2、傳感器的工作原理：
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
課后作業：
課后問題與練習
同步訓練
謝謝觀看
THANK
YOU!

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