6.1传感器及其工作原理 6.2传感器的应用 2课时
高二下学期物理教学进度安排表
高二下学期物理教学进度安排表下面是高二下学期物理教学进度安排表：周次。
起讫时间。
教学内容4.1、4.2.探究感应电流的产生条件4.3.楞次定律4.4.法拉第电磁感应定律4.5.电磁感应现象的两类情况4.6.互感和自感4.7.涡流、电磁阻尼和电磁驱动5.1.交变电流5.2.描述交变电流的物理量5.3.电感和电容对交变电流的影响5.4.变压器5.5.电能的输送6.1.传感器及其工作原理6.2.传感器的应用6.3.实验：传感器的应用7.1.物体是由大量分子组成的7.2.分子的热运动7.3.分子间的作用力7.4.温度和温标7.5.内能8.1.气体的等温变化8.2.气体的等容变化和等压变化8.3.理想气体的状态方程8.4.气体的热现象的微观意义9.1.固体9.2.液体9.3.饱和汽和饱和气压9.4.物态变化中的能量交换10.1.功和内能10.2.热和内能10.3.热力学第一定律、能量守恒定律10.4.热力学第二定律10.5.热力学第二定律的微观解释10.6.能源和可持续发展16.1.实验：探究碰撞中的不变量16.2.动量守恒定律（一）16.3.动量守恒定律（二）16.4.碰撞16.5.反冲运动火箭计划课时数为每个教学内容2-3课时，共计54课时。
实际完成进度为：周次。
起讫时间。
教学内容。
实际完成进度4.1、4.2.12.21-2.27.探究感应电流的产生条件。
已完成4.3.2.28-3.6.楞次定律。
已完成4.4.3.7-3.13.法拉第电磁感应定律。
已完成4.5.3.14-3.20.电磁感应现象的两类情况。
已完成4.6.3.21-3.27.互感和自感。
未完成4.7.3.28-4.3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动。
未完成5.1.4.4-4.10.交变电流。
未完成5.2.4.11-4.17.描述交变电流的物理量。
未完成5.3.4.18-4.24.电感和电容对交变电流的影响。
未完成5.4.4.25-5.1.变压器。
传感器的原理及应用教材
传感器的原理及应用教材1. 什么是传感器？传感器是一种用于测量和检测物理量的装置或设备。
它们能够将各种物理量（例如温度、压力、湿度、光照等）转化为可测量的电信号，从而实现对环境和物体状态的感知。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理效应和技术。
以下是一些常见的传感器工作原理：•电阻传感器：利用电阻值的变化来测量物理量。
例如，温度传感器使用热敏电阻来测量温度，当温度变化时，电阻值也相应变化。
•光电传感器：利用光的吸收、反射或透射特性来测量物理量。
例如，光电开关使用光的遮挡来检测物体的存在或位置。
•压力传感器：利用压力对物理量的影响来测量物理量。
例如，压电传感器使用压电材料的压力影响来产生电荷，从而测量压力。
•加速度传感器：利用物体加速度对质量的影响来测量物理量。
例如，加速度计使用物体加速度对微小质量的压电效应来测量加速度。
3. 传感器的应用领域传感器在各个领域中起着至关重要的作用。
以下列举了一些常见的传感器应用：3.1 环境监测•温度传感器：用于测量室内外温度，以控制空调和供暖系统。
•湿度传感器：用于测量空气中的湿度，以控制湿度或防止潮湿环境。
•光照传感器：用于测量光线强度，在室内照明控制、光照强度监测等方面应用广泛。
3.2 工业自动化•压力传感器：用于测量流体或气体中的压力，以监控和控制工业过程。
•流量传感器：用于测量液体或气体的流量，以控制流程和计量。
•位置传感器：用于检测物体的位置，以控制机器和设备的运动。
3.3 智能家居•人体红外传感器：用于检测人体的存在和活动，以控制家居设备的自动开关。
•声音传感器：用于检测声音信号，以控制家庭娱乐系统或警报器。
•火焰传感器：用于检测火焰，以触发火警报警器和自动灭火系统。
3.4 医疗领域•心率传感器：用于测量心率，以监控患者的心脏健康状况。
•血压传感器：用于测量血压，以诊断和治疗高血压和心血管疾病。
•血糖传感器：用于测量血液中的葡萄糖水平，以监控和管理糖尿病。
传感器的原理及应用
传感器的原理及应用一、引言在现代科技发展的浪潮中，传感器作为一种重要的技术手段，广泛应用于各个领域，如工业控制、环境监测、医疗诊断等。
本文将以传感器的原理及应用为主题，介绍传感器的基本原理、分类及其在各个领域中的应用。
二、传感器的原理传感器是一种能够将非电学量转化为电学信号的装置。
其原理基于某种物理效应或化学效应，通过感受和测量环境中的某种物理量或化学量，将其转化为电信号的形式。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光电传感器等。
传感器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 感受物理或化学量：传感器通过感受环境中的物理或化学量，如温度、压力、湿度、光强等。
2. 转换为电信号：传感器将感受到的物理或化学量转换为电信号的形式。
这个过程通常通过传感器内部的感受元件完成，感受元件可以是电阻、电容、电感等。
3. 信号放大和处理：传感器将转换得到的电信号进行放大和处理，以便能够被后续的电路或设备识别和利用。
这个过程可以通过放大器、滤波器等电路实现。
4. 输出结果：通过输出端口将处理后的电信号传递给后续的电路或设备，以供进一步分析、控制或显示。
三、传感器的分类根据转换的物理量或化学量的不同，传感器可以分为多个不同的分类。
下面将介绍几种常见的传感器分类。
1. 按转换物理量的分类：- 温度传感器：用于测量环境或物体的温度，常见的有热电偶、热电阻等。
- 压力传感器：用于测量气体或液体的压力，常见的有压阻式传感器、压电式传感器等。
- 湿度传感器：用于测量空气中的湿度，常见的有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器等。
- 光电传感器：用于测量光的强度或光的其他特性，常见的有光敏电阻、光电二极管等。
2. 按应用领域的分类：- 工业控制：在工业自动化领域，传感器被广泛应用于生产线的监测和控制，如测量温度、压力、流量等。
- 环境监测：传感器在环境监测中起着重要的作用，可以用于测量大气污染物、土壤湿度、水质等。
- 医疗诊断：传感器在医疗领域中被用于监测患者的生理参数，如心率、体温、血压等。
6.1传感器及其工作原理
器 等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成 ？
电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
一 2，传感器的作用
什 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或 么 电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、
是 处理和控制。
传 非电学量→传感器→电学量
感
器
角度 位移
电压
？
速度
压力
温度
传感器
电流
湿度
电阻
声强 光照
制 3、电容式传感器
作
传
感
器
常
用
的
敏
感 元
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
件
常见的电容式传感器：
（1）测定角度θ ：
动片
θ
定片
（2）测定液面深度h：
金属芯线 电介质
导电液体
二
制 作
4、霍尔元件
传
感
在一个很小的矩形半导
器 体（如砷化铟）薄片上，制
常 用
作四个电极E、F、M、N就
§6.1传感器及其工作原理
自动门
自动干手机
自动水龙头
离子感烟器
一
什
演示实验：
么
是
传
感
器
？
干簧管
一 什 么 是 传 感 器 ？
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。
一
什 么 1、传感器的定义：
是 传
传感器是指这样一类元件：
感 它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分
电容
二
制 1、光电传感器—光敏电阻
作
传
传感器工作原理
传感器工作原理一、引言传感器是现代科技中不可或者缺的重要组成部份，广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍传感器的工作原理，包括传感器的定义、分类、工作原理、应用等方面的内容。
二、传感器的定义与分类传感器是一种能够将被测量物理量转换为可供测量或者处理的信号的装置。
根据被测量的物理量不同，传感器可以分为多种类型，如温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等。
三、传感器的工作原理1. 温度传感器工作原理温度传感器是用于测量环境或者物体的温度的传感器。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
热电偶利用两种不同金属的导线连接处产生的热电势来测量温度，而热敏电阻则是利用电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度。
2. 压力传感器工作原理压力传感器用于测量气体或者液体的压力。
常见的压力传感器有压阻式传感器和压电式传感器。
压阻式传感器利用电阻值随压力变化而变化的特性来测量压力，而压电式传感器则是利用压电效应将压力转换为电荷或者电压信号来测量压力。
3. 湿度传感器工作原理湿度传感器用于测量环境中的湿度。
常见的湿度传感器有电容式传感器和电阻式传感器。
电容式传感器利用湿度对电容值的影响来测量湿度，而电阻式传感器则是利用湿度对电阻值的影响来测量湿度。
4. 光传感器工作原理光传感器用于测量光的强度或者光的特性。
常见的光传感器有光敏电阻和光电二极管。
光敏电阻是利用光照射时电阻值随之变化的特性来测量光的强度，而光电二极管则是利用光照射时产生的电流来测量光的强度。
四、传感器的应用传感器广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备、汽车工业等。
在工业自动化中，传感器可以用于测量温度、压力、湿度等参数，实现对生产过程的控制和监测。
在环境监测中，传感器可以用于测量大气中的温度、湿度、气体浓度等，匡助人们了解环境状况并采取相应的措施。
在医疗设备中，传感器可以用于测量患者的体温、心率、血压等，为医生提供准确的数据。
在汽车工业中，传感器可以用于测量车辆的速度、转向角度、轮胎压力等，提高行车安全性。
传感器的工作原理及应用场景
传感器的工作原理及应用场景传感器是指能将某一物理量或化学量转变为可读取或可控制的信号输出的传感器件。
传感器是现代科技快速发展的重要组成部分，目前已广泛应用于各个领域，如环保、医疗、交通、工业等。
本文主要介绍传感器的工作原理及其应用场景。
一、传感器的工作原理传感器的工作原理基本上都是根据一个参数的变化来将其转换为电信号输出，从而实现检测和控制。
传感器的核心就是敏感元件，而敏感元件的选择要根据不同的应用场景来选择。
常见的传感器类型如下：1.压力传感器压力传感器广泛应用于工业制造、航空航天、汽车、医疗等领域。
传感器的基本架构包括压阻、金属箔应力、压电效应等，通过测量被测量对象力的大小来进行工作。
2.温度传感器温度传感器主要分为接触式和非接触式两类。
接触式温度传感器使用热电偶、热电阻等方式来感知温度变化；而非接触式温度传感器则可以使用红外线或激光来探测之前的物体表面温度，并通过计算来得到其温度。
3.光学传感器光学传感器一般采用光电或光阻效应，用于检测环境光线的变化。
常见的应用场景包括测量胶印等工业制造、光学测距、光学编码器和自动化控制。
4.气体传感器气体传感器可以感知环境中不同气体的浓度变化，常用于工业污染源检测、室内空气质量检测等领域。
同样，该类型的传感器也有接触式和非接触式之分。
二、传感器的应用场景传感器被广泛应用于各个领域，下面列举几个常见的应用场景：1.工业制造传感器在工业制造中发挥着重要作用，如生产线中的检测、自动化控制等。
例如，在润滑油的添加过程中，可使用嵌入式压力传感器检测液压油的泵入工况，在正确泵入的同时避免加油过多或过少。
2.环境监测传感器在环境监测中也是非常重要的。
例如，在城市交通中可运用悬挂式磁场强度传感器来监测车辆的行驶轨迹，以及酷暑天气下的车辆散热情况。
3.医疗行业传感器在医疗行业中的应用也是越来越普遍，如心源性猝死的预警装置、体征监测装置、有限空间下的呼吸氧浓度检测等。
它们可以很好地提高医疗设备的效率，提供更好的诊断结果。
传感器及其工作原理
H H6.1 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H IB U k d. k —霍尔系数. 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〕：H U 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,1R ,2R 为定值电阻,L 为小灯泡,3R 为光敏电阻,当照射光强度增大时〔 〕A. 电压表的示数增大B. 2R 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,1R 为定值电阻,2R 为负温度系数的热敏电阻,L 为小灯泡,当温度降低时〔 〕A. 1RC. 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U H 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,U H 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D. 改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,U H 将发生变化例5. 如图为一热敏电阻的I —U 关系曲线图.〔1〕为了通过测量得到I —U 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0～100Ω〕〔2〕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1250R =Ω,由热敏电阻的I —U 关系曲线图可知,热敏电阻两端的电压为V,电阻2R 的阻值为Ω[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〕1190.036 A 250U I R ===,210.070.0360.034 A I I I =-=-=,查表知=5.2 V U 热敏, 那么29 5.2 3.8 V U U U =-=-=热敏,222111.8 ΩU R I ==。
传感器工作原理及应用实例
传感器工作原理及应用实例传感器是一种能够将环境中的物理量、化学量、生物量等转化为可量化的电信号或其他形式信号的装置，以实现对环境信息的感知和获取。
传感器广泛应用于工业控制、医疗健康、环境监测、智能家居等领域。
下面将介绍传感器的工作原理及应用实例。
一、传感器的工作原理传感器的工作原理主要包括两个方面：感知原理和信号转换原理。
1.感知原理传感器的感知原理是指传感器利用特定的感应机制感知环境中的物理量、化学量、生物量等。
常见的感知机制包括光电效应、热敏效应、压电效应、磁敏效应、电化学效应等。
例如，利用热敏电阻作为温度传感器时，测量温度的原理就是根据材料在不同温度下的热敏特性，将温度转化为电阻值的变化。
2.信号转换原理传感器的信号转换原理是指传感器将感知到的物理量、化学量、生物量等转化为可量化的电信号或其他形式信号。
常见的信号转换方式包括电阻变化、电荷变化、电压变化、电流变化等。
例如，利用应变计作为力传感器时，原理就是根据应变导致的电阻或电容的变化，将受力转化为电阻或电容值的变化。
二、传感器的应用实例传感器在各个领域都有广泛的应用。
下面介绍几个常见的传感器应用实例。
1.温度传感器温度传感器广泛应用于工业控制、农业、气象、医疗等领域。
例如，工业中的温度传感器可以用于监测物体的温度，控制生产过程的温度；农业中的温度传感器可以用于监测土壤和空气的温度，为农作物的生长提供参考；医疗中的温度传感器可以用于测量人体的体温，判断患者的健康状态。
2.湿度传感器湿度传感器主要用于测量环境中的湿度。
在农业领域，湿度传感器可以用于监测土壤的湿度，为灌溉提供参考；在气象领域，湿度传感器可以用于测量大气中的湿度，预测天气变化；在建筑物内部，湿度传感器可以用于监测室内的湿度，控制空调系统的运行。
3.光照传感器光照传感器可以用于测量环境中的光照强度。
在智能家居领域，光照传感器可以用于感知室内的光照情况，调节灯光的亮度和色温；在养殖业中，光照传感器可以用于监测光照强度，为动植物的生长提供合适的光照环境；在交通领域，光照传感器可以用于监测路面的光照情况，控制道路照明系统的开关。
传感器的原理及应用
传感器的原理及应用传感器是一种能够感知、检测和测量某种特定物理量的装置，它可以将被测量的物理量转化为电信号或其他可识别的形式，以便进行分析、处理和控制。
传感器的应用非常广泛，涉及到工业生产、环境监测、医疗诊断、智能家居等多个领域。
本文将从传感器的工作原理和常见应用方面进行介绍。
传感器的工作原理主要是基于一些基本的物理效应，如电磁感应、压阻效应、光电效应等。
以压力传感器为例，它的工作原理是利用压力作用在敏感元件上时，产生相应的形变，再通过敏感元件内部的电阻、电容或电感等元件来感应形变的变化，最终将压力转化为电信号输出。
另外，光电传感器则是利用光电效应来感应光线的强弱，将光信号转化为电信号输出。
这些传感器在工作过程中都需要与信号处理电路结合，以便对输出的信号进行放大、滤波、调理和转换，最终得到准确的测量结果。
在工业自动化领域，传感器的应用非常广泛。
例如，温度传感器可以用来监测工业生产过程中的温度变化，以保证生产的质量和安全；压力传感器可以用来监测管道中的液体或气体的压力，以确保管道的正常运行；光电传感器可以用来检测产品的位置和颜色，以实现自动化生产线的控制。
此外，传感器还可以应用于环境监测领域，如气体传感器可以用来检测空气中有害气体的浓度，水质传感器可以用来监测水质的清洁程度。
在医疗诊断领域，传感器也扮演着重要的角色，如心率传感器可以用来监测患者的心率变化，血糖传感器可以用来监测糖尿病患者的血糖水平。
除此之外，传感器还在智能家居领域得到了广泛的应用。
智能家居系统通过传感器可以实现对家庭环境的监测和控制，如温湿度传感器可以用来监测室内的温度和湿度，光照传感器可以用来感应室内光线的强弱，以实现智能照明系统的自动控制。
此外，智能家居系统还可以通过传感器实现对家电设备的远程监控和控制，提高家居生活的舒适度和便利性。
总的来说，传感器作为一种重要的感知和测量装置，在工业生产、环境监测、医疗诊断和智能家居等领域发挥着重要的作用。
传感器原理及应用
传感器原理及应用引言传感器（Sensor）是一种用于将现实世界中的物理量或信号转换为可处理的电信号或数字信号的装置或设备。
随着科技的不断发展和进步，传感器在各个领域得到了广泛的应用，成为现代技术中不可或缺的一部分。
本文将介绍传感器的工作原理以及在不同领域中的应用。
传感器的工作原理传感器通常基于一些物理或化学现象来测量感兴趣的物理量或信号。
下面列举了几种常见的传感器工作原理：光传感器光传感器基于光电效应的原理工作。
当光线照射到光敏元件上时，光敏元件会产生电流或电压。
这样的传感器可以用于测量光线的强度、颜色等。
温度传感器温度传感器根据物体受温度影响时的物理性质发生变化来测量温度。
常见的温度传感器有热电阻、热敏电阻和热电偶等。
压力传感器压力传感器通过测量物体所受压力的大小来获得压力信息。
它们可以根据不同的测量原理分为压阻式传感器、电容式传感器和共振式传感器等。
加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度。
它们利用质量或弹簧的运动状态来检测加速度的变化。
加速度传感器被广泛应用于汽车安全系统、智能手机和运动追踪设备等领域。
传感器在不同领域中的应用工业领域传感器在工业领域中扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于自动化控制系统、生产过程监测和质量检测等方面。
例如，温度传感器可以用于监测工厂中设备的温度，以确保其正常工作。
医疗领域在医疗领域中，传感器的应用范围非常广泛。
血压传感器、心率传感器和血氧传感器等可以用于监测患者的生理指标，帮助医生及时了解患者的健康状况。
农业领域传感器在农业领域中的应用有助于提高农作物的产量和质量。
土壤湿度传感器可以监测土壤的湿度，以便为农民提供正确的灌溉量。
光传感器可以用于测量光线的强度，帮助农民选择适合的种植时间和地点。
智能家居智能家居系统可以通过各种传感器实现自动化控制，提高生活的便利性和舒适度。
温度传感器和湿度传感器可以用于自动调节室内温度和湿度。
门窗传感器可以监测家庭的安全，并在有人非法进入时发出警报。
21-22版：6.1 传感器及其工作原理（创新设计）
霍尔元件两极间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直的磁场B时，薄片中
的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，在
两极上形成稳定的电压UH＝
kIB d
。
17
核心知识梳理
课堂重难突破
课堂小结
@《创新设计》
【例2】 (多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关 物理量的控制。如图4所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高 电阻越小)，C为电容器。当环境温度降低时( ) A.电容器C的带电荷量增大 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大 图4
8
核心知识梳理
课堂重难突破
课堂小结
@《创新设计》
四、霍尔元件 阅读教材第55页，了解霍尔元件的工作原理。
1.霍尔电压
如图 1 所示，E、F 间通入恒定电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场 B，则 M、N
IB
间出现霍尔电压 UH，UH＝__k__d__。d 为薄片厚度，k 为霍尔系数。一个霍尔元 件的 d、k 为定值，若保持 I 恒定，则 UH 的变化就与 B 成__正__比。
3
核心知识梳理
课堂重难突破
课堂小结
【思考判断】
(1)传感器可以把非电学量转换为电学量。( √ ) (2)传感器可以把力学量(如形变量)转变成电学量。( √ ) (3)传感器可以把热学量转变成电学量。( √ ) (4)传感器可以把光学量转变成电学量。( √ )
@《创新设计》
4
核心知识梳理
课堂重难突破
解析 光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部
分光线，阻值变大，由欧姆挡的特点知，指针左偏，故指针自左
传感器工作原理
传感器工作原理传感器是一种能够感知、感应并转换物理量或化学量的设备，广泛应用于各行各业。
本文将介绍传感器的工作原理，帮助读者更好地理解传感器的运行机制。
一、传感器的基本原理传感器的工作原理基于物理或化学现象的变化，通过转换这种变化来获得相应的电信号输出。
传感器分为许多种类，如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等，每种传感器都有其独特的原理。
1. 温度传感器温度传感器利用物体的热膨胀原理进行温度测量。
当物体受热时，温度传感器内部的材料也会随之热膨胀，从而改变其电阻、电容或电压等特性，通过检测这些特性的变化，可以确定物体的温度。
2. 压力传感器压力传感器使用压力对传感器内部材料的压缩或拉伸作用进行测量。
当外部施加压力时，传感器内部的弹性元件会发生形变，从而改变电阻、电容或电压等特性，通过测量这些特性的变化，可以确定压力的大小。
3. 光敏传感器光敏传感器利用光辐射对半导体材料电导率的影响进行测量。
当光照射在光敏传感器上时，光子与半导体材料发生相互作用，导致导电能力的改变，通过测量电阻或电流的变化，可以确定光照强度。
二、传感器的工作流程传感器的工作流程可以分为感知、转换和输出三个阶段。
1. 感知阶段传感器的感知阶段是通过感知元件来感知外部环境的变化。
感知元件对于不同的传感器而言有所不同，它可以是温度敏感材料、倾斜开关、光敏元件等。
感知元件的选择与被测量的物理量相关。
2. 转换阶段当感知元件感知到环境变化后，传感器内部会进行相应的物理或化学转换，将外部的变化转化成可测量的电信号。
转换过程中会利用一定的电路设计和工作原理，使信号的变化得以准确地转化为电信号。
3. 输出阶段传感器输出阶段是将转换后的电信号输出给后续系统进行处理或分析。
输出信号可以是电压、电流或数字信号等形式。
传感器的输出通常需要经过放大、滤波等处理，以确保输出信号的准确性和可靠性。
三、传感器的应用领域传感器广泛应用于各个领域，包括工业、农业、医疗、环境监测等。
压电式传感器 ppt课件
ppt课件
19
6.1 工作原理及压电材料
7) 石英晶体的上述特性与其内部分
y
子 结 构 有 关 。 图 6.1.3 是 一 个 单 元 组
体中构成石英晶体的硅离子和氧离子
在垂直于z轴的xy平面上的投影，等
x
效为一个正六边形排列。右图中紫色
代表硅离子Si4+，绿色代表氧离子O2-。
8) 当石英晶体未受外力作用时，正、负离子正好分 布在正六边形的顶角上，形成三个互成120°夹角的 电偶极矩P1、P2、P3。 如图6.1.3（a）所示。
ppt课件
11
6.1 工作原理及压电材料
相6 对5
介4
电 常
3
数2 ε1
居里点 t/℃
0
100 200 300 400 500 600
石英在高温下相对介电常数的温度特性
居里点温度
573°C
其介电常数和压电常数 的温度稳定性相当好， 在常温范围内这两个参 数几乎不随温度变化。
自振频率高，动态响应好，机械强度高，绝缘性能好， 迟滞小，重复性好，线性范围宽
• 具有体积小，重量轻，工作频带宽等特点, 因此在各种动 态力、 机械冲击与振动的测量, 以及声学、医学、力学、 宇航等方面都得到了非常广泛的应用。
ppt课件
2
6.1 工作原理及压电材料
一、 压电效应
传感器及其应用常见传感器的工作原理及应用课件
传感器的分类
根据检测的物理量分类，传感器 可分为温度传感器、压力传感器 、位移传感器、速度传感器等。
根据工作原理分类，传感器可分 为电阻式传感器、电感式传感器 、电容式传感器、磁敏式传感器
、光电式传感器等。
根据输出信号分类，传感器可分 为模拟输出传感器和数字输出传
感器。
传感器的作用和重要性
传感器在自动化控制系统中起着至关重 要的作用，它们能够感知并测量各种物 理量，如温度、压力、位移等，并将这 些信息转换为电信号或其他形式的输出
压电式传感器由压电材料制成，当受到外力作用时， 压电材料会产生电压信号。通过测量电压信号的变化 ，可以确定振动的幅度和频率。
基于磁敏式传感器的位置检测系统设计
总结词
磁敏式传感器利用磁场的变化来检测位置。
详细描述
磁敏式传感器由一个磁铁和一个或多个磁敏元件组成。 当磁铁移动时，磁场会发生变化，从而引起磁敏元件的 输出变化。通过测量输出变化，可以确定磁铁的位置。
详细描述
电阻式传感器由敏感元件、转换元件和测量电路组成。敏感元件能够感知被测 物理量的变化，转换元件将敏感元件的输出转换为电阻值的变化，测量电路则 将电阻值的变化转化为电信号输出。
电容式传感器
总结词
电容式传感器是通过测量电容值来感知和转换被测物体的位 移、速度、压力等物理量的变化。
详细描述
电容式传感器由固定电极和可动电极组成，当可动电极相对 于固定电极移动时，电容值会发生变化。这种变化通过测量 电路转换为电信号输出。
详细描述
压电式传感器由压电材料和测量电路组成。当压电材料受到外力作用时，其内部电荷会发生变化，这 种变化通过测量电路转换为电信号输出。
磁敏式传感器
总结词
传感器的应用及原理
传感器的应用及原理传感器是一种能够感知、测量和记录物理量、化学量或其他特定特征的装置。
它们在现代科技中发挥着重要作用，广泛应用于各个领域，如工业自动化、医疗设备、环境监测等。
本文将介绍传感器的应用和原理，以及其在不同领域的具体应用案例。
一、传感器的原理传感器基本上由以下几个部分组成：感知元件、信号处理器和输出装置。
感知元件是传感器的核心部分，负责将感知的信息转化为电信号或其他形式的输出。
不同类型的传感器采用不同的感知元件，常见的几种有光电传感器、压力传感器和温度传感器等。
以压力传感器为例，其原理是通过感知元件感知被测物体的压力，将压力转化为电信号输出。
感知元件通常采用应变片、电容、压阻等材料制成，当外力作用于感知元件时，其内部形成应变或变化，这些变化会引起电信号的变化，传感器将这个变化转化为相应的输出信号。
二、传感器的应用1. 工业自动化领域在工业生产中，传感器被广泛应用于自动化控制系统中。
例如，温度传感器可以用于测量机械设备的温度，当温度超过设定值时，传感器将触发相应的控制器，使得机器停止运转，从而保护设备和操作人员的安全。
此外，光电传感器可以用于检测产品的位置和运动状态，实现自动化生产线的运作。
2. 医疗设备领域传感器在医疗设备中的应用也非常广泛。
例如，心率传感器可以用于监测患者的心率情况，帮助医护人员及时发现并处理异常情况。
血糖传感器可以用于糖尿病患者的血糖监测，提供准确的数据用于调整胰岛素注射剂量。
此外，体温传感器、血压传感器等也广泛应用于医疗领域。
3. 环境监测领域传感器在环境监测领域的应用越来越重要。
例如，空气质量传感器可以用于测量空气中的污染物浓度，帮助政府和公众监控和改善空气质量。
水质传感器可以用于监测水源和水质，预警水质污染事件。
此外，地震传感器、天气传感器等也用于监测自然环境的变化。
三、传感器在实际应用中的案例1. 智能手机中的传感器智能手机中包含了多种传感器，如加速度传感器、陀螺仪传感器、光敏传感器等。
第9次课 压电式传感器
第 9次课 2 学时注：本页为每次课教案首页6 压电式传感器压电式传感器是利用某些物质的压电效应，将力转换为相应的电信号。
它是一种典型的有源传感器(或称为发电型传感器)。
压电传感元件是力敏感元件，它能测量最终转换为力的那些物理量，例如，力、压力、加速度等。
这种传感器由于其固有频率极高，因而适用于动态参量的测量。
此外，它还具有频带响应宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单等优点，在工业、生物医学、国防科技等众多领域中得到广泛应用。
6.1压电效应某些晶体物质，当沿一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，在它们的表面会产生电荷；当外力除去后，又重新恢复不带电状态，这种现象称为“顺压电效压”。
反之，当在这些物质的极化方向上施加电场时，这些晶体物质也会产生变形，这种现象称为“逆压电效应”。
压电式传感器就是利用了物质的“顺压电效应”，通常均简称压电效应。
具有压电效应的物质很多，单晶体有石英、酒石酸钾钠、电气石等；多晶体则有钛酸钡、锆钛酸钡、锆钛酸铅、铌镁酸铅等。
多晶压电晶体又称压电陶瓷，是人工制造的压电材料。
此外，近十几年还发展了有机高分子单晶或多晶聚合物。
不同的压电材料，其产生压电效应的物理机理是不完全相同的。
下面以石英和压电陶瓷为例解释压电效应产生的原因。
6.1.1石英晶体的压电效应石英晶体成正六边形棱柱体，如图6-1所示。
棱柱为基本组织，如图6-1a所示。
有三个互相垂直的晶轴，通过晶体两顶端的轴线称为光轴（z轴），与光轴垂直且通过晶体横截面多边形各条边垂直的三条轴线称为机械轴（y轴）。
x轴称为电轴。
图6-1 石英晶体结构及压电效应a) 石英晶体结构b) x轴施加压力c) x轴施加拉伸力d）y轴施加压力e) y轴施加拉伸力图6-2 垂直于电轴x切割的石英晶体切片在正常情况下，晶格上的正、负电荷中心重合，表面呈电中性。
当在x轴向施加压力时，如图6-1b而B面呈现正电荷，A面呈现负电荷。
当在x轴向施加拉伸力时，如图6-1c所示，晶格上的粒子均沿x轴向外产生位移，但硅离子和氧离子向外位移大，正负电荷中心拉开，B面呈现负电荷，A面呈现正电荷。
传感器原理及应用教学大纲
传感器原理及应用教学大纲一、教学目标1.掌握传感器的基本原理和工作原理；2.了解传感器的分类及其特点和应用领域；3.了解传感器的参数及其测试方法；4.能够根据具体应用选择合适的传感器；5.能够进行传感器的安装、调试和故障排除。
二、教学内容1.传感器的基本原理（1）传感器的定义和作用；（2）传感器的分类及其特点；（3）传感器的基本组成和结构。
2.传感器的工作原理（1）感受外界信号的方式；（2）信号转换、增强和处理的原理；（3）信号传输和输出的原理。
3.传感器的分类及应用（1）按照测量物理量划分的传感器；（2）按照工作原理划分的传感器；（3）按照应用领域划分的传感器。
4.传感器参数及测试方法（1）静态和动态特性参数；（2）灵敏度、分辨力和准确度的计算；（3）传感器的测试方法。
5.传感器选择与应用案例分析（1）根据不同应用需求选择合适的传感器；（2）根据实际案例进行传感器应用分析。
6.传感器的安装、调试和故障排除（1）传感器的安装要求和注意事项；（2）传感器的调试和校准方法；（3）传感器故障的常见原因和排除方法。
三、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲授，详细介绍传感器的原理、分类和参数测试方法等内容。
2.实验演示：利用实验设备进行传感器的实际应用演示，帮助学生理解传感器的工作原理和应用方法。
3.课堂讨论：针对实际案例，进行学生小组讨论，分析传感器的选择和应用。
4.实践操作：学生根据教师安排，进行传感器的安装、调试和故障排除，提升实际操作能力。
四、教学评估1.课堂测验：通过课堂测验检验学生对传感器原理和应用的掌握程度。
2.实验报告：要求学生撰写对传感器实验的观察、分析和总结，评估学生对传感器的实际应用能力。
3.项目评估：根据学生完成的传感器应用项目，评估学生综合应用传感器的能力。
五、教学资源1.教材：选择一本权威的传感器原理及应用教材作为参考书。
2.多媒体课件：利用多媒体课件辅助教学，提供丰富的图表和实例。
传感器及其工作原理完整版课件
●考纲须知 实验十一：传感器的简单应用
第六章 第一节 传感器及其工作原理
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
方知法识警体示系探构究建 考点题型设计 课后强化作业
学习目标定位
※ 知道什么是传感器 知道什么是光敏电阻，热敏电阻，金
※ 属热电阻以及霍尔元件
※ 了解传感器的工作原理
课堂情景切入
解析：当照射光强度增大时，R3 阻值减小，外电路电阻随 R3 的减小而减小，R1 两端电压因干路电流增大而增大，同时内 电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数增大，A 项正 确，D 项错误；由路端电压减小，R1 两端电压增大知，R2 两端 电压必减小，则 R2 中电流减小，故 B 项正确；结合干路电流 增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故 C 项正确。
解析：将刚从冰箱中取出的雪糕靠近并接触热敏电阻， NTC 热敏电阻是负温度系数的，降低温度，其电阻变大，表 针向左偏转；将一杯热水靠近并接触热敏电阻，热敏电阻的温 度升高，其电阻变小，指针将向右偏转。
答案：左 右
点评：此类问题一定要弄清热敏电阻是负温度系数还是正 温度系数的。另外金属热电阻都是正温度系数的。
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，这只元件一定是光敏电阻
D．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，这只元件一定是定值电阻
答案：ABC
利用光敏电阻制作的光传感器，记录传送带上工作的输送 情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光 传感器 B 能接收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发 出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信 号与时间的关系，如图乙所示，若传送带始终匀速运动，每两 个工件间的距离为 0.2m，则下述说法正确的是( )
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其大小与元件的材料有关。
一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I 恒定，则UH 的变化就与B成正比。因 此霍尔元件又称磁敏元件。 磁感应强度 这个磁学 霍尔元件能够把___________ 电压这个电学量 量转换为____
六、传感器应用的一般模式：
力传感器的应用——电子秤
（1）电子秤使用的测力装臵是什么？ 它是由什么元件组成的？ （2）简述力传感器的工作原理。 （3）应变片能够把什么力学量转化为 什么电学量？
热敏电阻
（1）材料：半导体
热敏电阻的阻值会随着温度的升高而 减小 _____. R 热敏电阻 R-T关系示 意图
o
T
（2）特性：
金属热电阻 （1）材料：金属热电阻是用金属做成的
（2）特性：金属热电阻的阻值会随着温
增大 ，具有正温度系数 度的升高而______
R
金属热电阻 R-T关系示 意图
O
T
温度 这个 热敏电阻和金属热电阻能够把 _____ 热学量转换成为电阻这个电学量
（1）话筒的作用是什么？
声音信号转化为电信号 （2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。 膜片接收到声波后引起振动,连接在膜片 上的线圈随着一起振动,线圈在永磁体的磁场 里振动从而产生感应电流（电信号）,感应电 流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化 都由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后 传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。
传感器的应用的其他事例
1、机械式鼠标器
(1)机械式鼠标器的内部组成是什么？
答：滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红 外接收管．
(2)简述机械式鼠标器的工作原理。
答：鼠标器移动时，滚球运动通过轴带动两个码 盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲， 输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计x、y两 个方向的脉冲信号，红外接收管处理后就使屏幕 上的光标产生相应的位移。
一、什么是传感器 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
电压 电流 传感器
电阻
电容
温度传感器
离子感烟器
明火探测器二、光敏电阻二、光敏来自阻阅读课本，思考问题：
（1）光敏电阻的电阻率与什么有关？ 光敏电阻的电阻率与光照强度有关。
（2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样 解释？ 光敏电阻受到光照时电阻会变小.硫化镉是一 种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不 好;随着光照增强,载流子增多,导电性能变好
电饭锅的工作原理 (2) 煮饭时水沸腾后锅 内是否会大致保持一定 的温度？为什么？ 答：（2）水沸腾后，由于锅内保持 1000c不变，故感温磁体仍与永磁体相吸， 继续加热。故锅内大致保持100℃不变。
电饭锅的工作原理 (3)饭熟后，水分被大 米吸收，锅底的温度会 有什么变化？这时电饭 锅会自动地发生哪些动 作？
（3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？ 光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量
三．热敏电阻和金属热电阻 （1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度 的变化关系是否相同？ 不相同 半导体材料的导电性能随温度升高而变好 金属导体的导电性能随温度升高而降低 （2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？ 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较好,测 量范围较大,但灵敏度较差 （3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为 什么量？ 将热学量(温度)转化为电阻这个电学量
2、测温仪 （1）温度传感器测温仪有何优点？ （2）常见的测温元件有哪些？ 答：（1）可以远距离读取温度的数值．因 为温度信号变成电信号后可以远距离传输． （2）热敏电阻、金属热电阻、热电偶及 红外线敏感元件等．
3.动圈式话筒------声传感器
声——电磁感应 —— 电流
3. 声传感器的应用——话筒
应变片能够把物体形变这个力学 量转化为电压这个电学量.
温度传感器的应用——电熨斗
双金属片 铜的膨胀 系数大于铁,当 温度升高时,铜 的膨胀程度要 比铁的大，所 以就要像铁的 一侧弯曲。
温度传感器的应用——电饭锅
阅读教材有关内容，回答以下问题。 （ 1 ）电饭锅中使用的温度传感器的主要 元件是什么？
四、电容式位移传感器
电容器极板
x
电介质板
被测物体
电容式位移传感器示意图
电容式位移传感器能够把物体_____ 位移 这 电容 这个电学量 个力学量转换为_____
I
五、霍尔元件
N
（1）材料：半导体
F M
UH B
E
如：砷化铟
（2）工作原理图 （3）霍尔电压:
霍尔元件大图
IB UH k d
K为比例系数，称为霍尔系数
答：（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高， 当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性， 在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源， 从而停止加热．
电饭锅的工作原理 (4) 如果用电饭锅烧水， 能否在水沸腾后自动断 电？
答：（4）如果用电饭锅烧水，水沸腾后 ，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点 103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧 干后，温度升高到103℃才能自动断电。
（2）感温铁氧体的组成物质是什么？ （3）感温铁氧体有何特点？ （4）什么是“居里点”？
电饭锅的工作原理
(1) 开始煮饭时为什么 要压下开关按钮？手松 开后这个按钮是否会恢 复到图示的状态？为什 么？
答：（1）开始煮饭时，用手压下开关按钮 ，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按 钮不再恢复到图示状态。
2、烟雾散射火灾报警器 光传感器的应用 ——火灾报警器
阅读教材第61页，思考并回答有关问题 简述烟雾散射火灾报警器的工作原理？
答：报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三 极管和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发 出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射 作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小． 与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
6.1 传感器及其工作原理 6.2 传感器的应用
一、什么是传感器 （1）什么是传感器？
传感器是指这样一类元件：它能够感知诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量， 并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等 电学量，或转化为电路的通断
（2）传感器的作用是什么？ 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