《传感器及其工作原理》精品课件ppt.ppt

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1、 第六章第六章 传感器传感器学习目标：学习目标：1、知道什么是传感器、知道什么是传感器2、知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属、知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻以及霍尔元件热电阻以及霍尔元件3、知道传感器的工作原理、知道传感器的工作原理观察生活中的实例：观察生活中的实例：想一想：生活中还有哪些利用传感器想一想：生活中还有哪些利用传感器的例子？的例子？酒精含量测试仪酒精含量测试仪雷达测速仪雷达测速仪电子秤电子秤红外线温度计红外线温度计原理：原理：当磁体靠近干簧当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用管能起到开关的作

2、用同学们观察实验，思考如何来解释观同学们观察实验，思考如何来解释观察到的实验现象？察到的实验现象？磁信号磁信号电路的通断电路的通断干簧管干簧管一种防盗门报警电路一种防盗门报警电路干簧干簧管管（一）（一）1.1.传感器的定义：传感器的定义：传感器是指这样一类元件：它能够感知诸传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如如力、温度、光、声、化学成分力、温度、光、声、化学成分等非电学量，等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成并把它们按照一定的规律转化成电压、电流电压、电流等等电学量，或转化为电学量，或转化为电路的通断电路的通断。非电学量非电学量 电学量电学量 3 3、特点（优点）：、特点（优点）：易易测

3、量、测量、易易传输、传输、易易处理、处理、易易控制控制2 2、传感器的作用：、传感器的作用：二、敏感元件二、敏感元件1、光敏电阻、光敏电阻特性：特性：光敏电阻对光敏感。当改变光照强度光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般会随着光时，电阻的大小也随着改变。一般会随着光照强度的照强度的增大增大而电阻值而电阻值减小减小。实验观察实验观察：光敏电阻在暗环境：光敏电阻在暗环境和强光照射下，电阻有什么不和强光照射下，电阻有什么不同？同？1、光敏电阻、光敏电阻光敏电阻的工作原理光敏电阻的工作原理光敏电阻能够把光照强弱这个光敏电阻能够把光照强弱这个光学量光学量转换为电阻转换为电阻这这个

4、个电学量电学量。如图如图614所示，将多用电表的选择开关置于所示，将多用电表的选择开关置于电阻挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻电阻挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rt的的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将不透光的黑纸将Rt包裹起来，表针将向包裹起来，表针将向_(选填选填“左左”或或“右右”)转动；若用手电筒光照射转动；若用手电筒光照射Rt，表针将向，表针将向_(选填选填“左左”或或“右右”)转动转动练一练：练一练：左左右右二、敏感元件二、敏感元件2、热敏电阻和金属热电阻、热敏电阻和金属热电阻特性：特性：热敏电阻的阻值会随着

5、温度的热敏电阻的阻值会随着温度的升高升高而而_减小减小实验观察实验观察：把热敏电阻放入热：把热敏电阻放入热水中，随着温度的升高，电阻水中，随着温度的升高，电阻如何变化？如何变化？（1）热敏电阻）热敏电阻RTo铂电阻铂电阻规律：规律：电阻随温度的升高而增大。电阻随温度的升高而增大。优缺点：优缺点：热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差。较好，测量范围较大，但灵敏度较差。 （2）金属热电阻）金属热电阻 AB中可能接了定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三中可能接了定值电

6、阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件中的一个。只元件中的一个。1、置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变、置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是化较大，这只元件一定是_2、用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆、用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是表示数变化较大，这只元件一定是_3、先置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数、先置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化；再用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，不变化；再用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是欧姆表示数相同，这只元件一定是_热敏电阻

7、热敏电阻定值电阻定值电阻光敏电阻光敏电阻练一练：练一练： 1、什么是霍尔元件？、什么是霍尔元件？ 2、什么是霍尔电压？霍尔电压的计算、什么是霍尔电压？霍尔电压的计算公式是什么？公式是什么？ 3、霍尔元件的作用是什么？、霍尔元件的作用是什么？3、霍尔元件、霍尔元件同学们阅读课本第同学们阅读课本第55页部分，思考回页部分，思考回答以下问题：答以下问题：CDFBEI IU UH H霍尔元件工作原理图霍尔元件工作原理图3、霍尔元件、霍尔元件CDFBEI IU UH H霍尔元件工作原理图霍尔元件工作原理图dIBkUH 如图所示，有电流如图所示，有电流I I流过长方体金属块，金流过长方体金属块，金属块宽度

8、为属块宽度为d d，高为，高为b b，有一磁感应强度为，有一磁感应强度为B B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体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积内的自由电子数为n n，试问金属块上、下，试问金属块上、下表面哪面电势高？表面哪面电势高？下表面下表面练一练：练一练：被测物体被测物体x电容器极板电容器极板电介质板电介质板下图是一种电容式位移传感器，请简单下图是一种电容式位移传感器，请简单说一下它的工作原理说一下它的工作原理.说一说：说一说：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

9、感器，当待测压力定压力的电容式传感器，当待测压力F F作用于可动膜片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（和电源串联接成闭合电路，那么（ ）A A当当F F向上压膜片电极时，电容将减小向上压膜片电极时，电容将减小B B当当F F向上压膜片电极时，电容将增大向上压膜片电极时，电容将增大C C若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F发生变化发生变化D D若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F不发生变化不发生变化 BCBC练一练：练一练：1、传感器：、传感器：2）原理：）原理：

10、2、敏感元件：、敏感元件：（1）光敏电阻光敏电阻 （光电传感器光电传感器）（2）热敏电阻热敏电阻 （温度传感器温度传感器）（3）霍尔元件霍尔元件 （磁传感器磁传感器）（4）电容器电容器 （位移传感器位移传感器）非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量非电学量非电学量 电学量电学量1）概念：）概念：转换为转换为1.1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R R1 1为光敏电阻，为光敏电阻，R R2 2为定值电阻此光电计数器的基本工为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是（作原理是（ ）A A当有光照射当有光照射R R1 1时，信号

11、处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压B B当有光照射当有光照射R R1 1时，信号处理系统获得低电压时，信号处理系统获得低电压C C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次DD信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次AR1R2信号处理系统三、迁移运用三、迁移运用2、如图、如图615所示，所示，R1为定值电阻为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温为小灯泡，当温度降低时度降低时()AR1两端的电压增大两端的电压增大B电流表的示数增

12、大电流表的示数增大C小灯泡的亮度变强小灯泡的亮度变强D小灯泡的亮度变弱小灯泡的亮度变弱C3、如图所示，、如图所示，R1、R2为定值电阻，为定值电阻，L是小灯泡，是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射为光敏电阻，当照射光强度增大时，（光强度增大时，（）A电压表的示数增大电压表的示数增大BR2中电流减小中电流减小C小灯泡变亮小灯泡变亮D电路的路端电压增大电路的路端电压增大ABC4：如图是一火警报警的一部分电路示意图。：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。之间接报

13、警器。当传感器当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压、报警器两端的电压U的变化情况是（的变化情况是（ ）A.I 变大，变大，U 变大变大 B.I 变小，变小，U 变小变小 C.I 变小，变小，U 变大变大 D.I 变大，变大，U 变小变小 R1R2R3AabErB课下作业： 请同学们课后通过查询资料或者向请同学们课后通过查询资料或者向身边的内行人请教，了解我们生活中都身边的内行人请教，了解我们生活中都在哪些方面使用了哪些传感器以及它们在哪些方面使用了哪些传感器以及它们的工作原理，写成文字稿，下节课进行的工作原理，写成文字稿，下节课进行交流。交流。