传感器及其工作原理 ppt课件

（二）认识一些制作传感器的元器件
1、学生实验：探究光敏电阻的特性 （1）① 将光敏电阻与万用表的欧姆档按右图所示连成电路
② 将光敏电阻置于各种光照下，观察表的读数，将其 阻值填入下表中。
光照情况 较亮 稍暗 较暗 黑暗 电阻值(Ω)
（2）结论： 光敏电阻： 暗环境下电阻很大 强光照射下电阻值很小
（3）原因：
(1)根据表中数据，判断用电器件X可能属 于上述哪类材料？ 半导体材料
(2)把用电器件X接入图乙所示的电路中，
闭合开关，电流表的读数为1.8 A，电池的 甲
乙
电动势为3 V，内阻不计，电阻R的电功率为多大？ 3.24W
例题4.如图所示,图甲为热敏电阻的R-t图象,图乙为用此热敏 电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器的电 阻为100 Ω。当线圈的电流大于或等于20 mA时,继电器的衔 铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0 V,内阻 可以不计。图中的“电源” 是恒温箱加热器的电源。则: (1)应该把恒温箱内的加热器接在 (选填“AA、、BB端”或“C、D端”)。 (2)如果要使恒温箱内的温度保持
例题2.如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小 灯泡,R为光敏电阻,LED为发光二极管(电流越大,发出 的光越强),且R与LED相距不变,下列说法正确的是( A ) A.当滑片P向左移动时,L消耗的功率增大 B.当滑片P向左移动时,L消耗的功率减小 C.当滑片P向右移动时,L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动滑片P,L消耗的功率都不变
例题3、影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电 阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反， 随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用 电器件X的导电规律时，利用如图甲所示的分压电路，测得其 电压与电流的关系如表所示：
U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60 I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
（4）作用：把光照强弱这个光学量转化电阻这个电学量
2、探究热敏电阻和金属热电阻的特性
（1）实验：探究热敏电阻阻值大小与温度的关系 器材：NTC热敏电阻、万用表、温度计、水杯、凉水、热水 步骤： ①按上述电路连接电路 ②取半杯热水，将热敏电阻及温度计放入热水中 ③同时测量并记录水温和电阻值 ④倒入少许冷水改变杯中的水温，在同时测量水温和电阻值，
第六章传感器
第一节:传感器及其原理
(一) 传感器
1．传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学 成分等 非电学量 ，并能把它们按照一定的规律转换 为电压、电流等 电学量 ，或转换为电路通断 的元 件．
2．作用：把非电学量转换为电学量，可以方便地进 行测量、传输、处理和控制．
3．传感器的原理 非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量
结论：金属导体的电阻随温度的升高而增大
(3)热敏电阻和金属热电阻的比较
热敏电阻
金属热电阻
特点 电阻率随温度升高而减小 电阻率随温度升高而增大
制作 材料
优点
半导体 灵敏度好
金属 化学稳定性好测量范围大
作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量
3、霍尔元件
(1)构造:很小的矩形半导体薄片上， 制作四个电极E、F、M、N.
填入下表：
次数 温度（℃） 电阻(kΩ）
1 74.6
1
2 58.9
2.5
3 43.6
4
4 36.7
6
结论： 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小， 且阻值随温度变化非常明显。
作用：半导体热敏电阻也可以用作温度传感器
（2）金属热电阻导电特性 实验与计算：测量一只100瓦白炽灯泡常温下的电阻， 并与正常点燃时电阻值进行比较，并加以说明
测定位移 x的电容 式传感器
随着电介质进入极板间
的长度发生变化，电容 C发生变化，知道C的变 化，就可以知道x的变化 情况
例题1.(多选题)如图所示为光敏电阻自动计数器的示 意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻。此光电计数 器的基本工作原理是( AC )
A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压 B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压 C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
50 ℃,可变电阻R‘的阻值应调节为 260 Ω。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2)霍尔电压:
IB 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，若保持电流I 恒定，
则UH的变化就与B成正比．
(3)作用：
把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
教材、电容式传感器
探讨1：平行板电容器的电容与哪些因素有关？
探讨2：电容式传感器是如何实现将非电学量转化为便于 测量的电学量的？