传感器及其工作原理.pdf

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1、6.16.1 传感器及其工作原理传感器及其工作原理一.传感器的原理传感器是这样一类元件：它能够感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们转换成电学量电压、电流等,或转换为电路的通断.这样就可以更方便地进行传输、测量、处理了.二.传感器的分类1.光电传感器光敏电阻半导体,光照越强,电阻越小.2.温度传感器热敏电阻和金属热电阻.1热敏电阻：半导体,温度越高,电阻越小.2金属热电阻：金属,温度越高,电阻越大.3.电容式位移传感器位移转换成电容器电容的变化.4.霍尔元件把磁学量转换成电学量1霍尔电压：矩形半导体薄片,通电流 I,垂直方向加磁场 B,那么在两侧出现电压UHkIB.dHk霍尔系数

2、.与薄片材料有关；d霍尔元件厚度2原理：载流子运动,受洛伦兹力作用,在两侧累积电荷,形成电压.3霍尔元件磁敏元件：UH与 B 成正比.把 B 转换成电压信号.三 例题分析例 1.如图所示,R1,R2为定值电阻,L 为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大例 2.如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,L 为小灯泡,当温度降低时 A.R1C.小灯泡的亮度变强D.小灯泡的亮度变弱例 3.传感器是一种采集信息的重要器件.如图所示是一种测定压力的电容式传感器.当待测压力 F 作用于可动膜片电极时,可使膜片

3、产生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路,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,那么压力 F 发生变化D、若电流计有示数,那么压力 F 不发生变化例4.图是霍尔元件的工作原理示意图,用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k 为定值,如果保持 I 恒定,那么可以验证 UH随 B 的变化情况.以下说法中正确的是A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,UH将变大B.在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平C.在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平H1/2

4、D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,UH将发生变化例 5.如图为一热敏电阻的 IU 关系曲线图.1为了通过测量得到 IU 关系的完整曲线,在图甲和图乙两个电路中应选择的是图；简要说明理由.电源电动势 9V,内阻不计,滑动变阻器 01002在右图所示电路中,电源电压恒为 9V,电流表读数为 70mA,定值电阻R1 250,由热敏电阻的 IU 关系曲线图可知,热敏电阻两端的电压为V,电阻R2的阻值为例题答案例 1.ABC；例 2.C；例 3.BC；例 4.ABD；例5.1 甲；甲 图 电 压 调 节X围 大,可 从0调 到 所 需 电 压.2 I1U9 0.036 A,I2 I I1 0.070.036 0.034 A,查表知U热敏=5.2 V,R1250U2111.8 I2那么U2U U热敏 95.2 3.8 V,R22/2