人教版高中物理选修传感器及其工作原理
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人教版高二物理选修-第六章-传感器及其工作原理-ppt精品课件
表的示数，下列说法中正确的是（ ）AC
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
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将 这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后， 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例1、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
推导霍尔电压的公式
•
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平
• 均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电
• 流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
•
I nqadv ①
• 载流子在磁场中受到的洛伦兹力 • 载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差
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
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将 这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后， 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
人教版 高二物理 选修3-1 第六章：6.1 传感器及其工作原理 (共23张PPT)
例1、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
推导霍尔电压的公式
•
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平
• 均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电
• 流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
•
I nqadv ①
• 载流子在磁场中受到的洛伦兹力 • 载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差
高二物理人教版选修3-2第6章 1 传感器及其工作原理
2．非电学量转换为电学量的意义
控制 测量 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．注意 (1)传感器的发展十分迅速，其品种已达数万种，我们学习了解的只是最基本的 几种而已． (2)不能认为传感器输出的一定是电信号．
二、光敏电阻
越小 1．特点：光照越强，电阻越小．
2．原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子少，导电性能
)
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控 制 D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器
【解析】
传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、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， 或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电 学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是原理，不是元件和 装置，不能称为传感器．
能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数 (PTC)
热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．
四、霍尔元件 1．构造：如图 612 所示，在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上，制 作四个电极 E、F、M、N，就成为一个霍尔元件．
第六章
传感器
1 传感器及其工作原理
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理] 一、传感器 1．传感器的定义 能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的 物理量
电压 规律转换为便于传送和处理的另一个物理量 (通常是电压、电流等电学量 )，或 传送 通断 转换为电路的通断的元件．
最新人教版高中物理选修3-2课件：6.1 传感器及其工作原理
1．特点：光照越强，电阻___越__小___． 2．原理：无光照时，载流子少，导电性能___不__好___；随着光 照的增强，载流子___增__多___，导电性__变__好____． 3．作用：把光__照__强__弱__这个光学量转换为___电__阻___这个电学量．
三、热敏电阻和金属热电阻
阅读教材第 54 页“热敏电阻和金属热电阻”部分
(2) 作 用 ： 在 电 路 中 起 到 ___开__关___ 的 作 用 ， 它 是 一 种 能 够 感__知__磁__场__的传感器．
3．非电学量转换为电学量的意义：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___．
二、光敏电阻
阅读教材第53页“光敏电阻”部分
【答案】 C
点拨： 分析霍尔效应的原理时，首先建立霍尔效应模型，明确在霍尔 现象中负电荷向某一方向定向移动与正电荷向相反反向移动不等 效．
【变式训练 2】 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意 图，其中 R2 为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)制成的 传感器，电流表为值班室的显示器，a、b 之间接报警器．当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变 化情况是( )
答案：D
传感器问题的分析方法 ①明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． ②确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． ③根据电学量的变化确定相关物理量的变化．
要点二 对敏感元件的认识
几种敏感元件的对比分析
元件
特点
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成 为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显增强，电阻 减小
答案：CDБайду номын сангаас
三、热敏电阻和金属热电阻
阅读教材第 54 页“热敏电阻和金属热电阻”部分
(2) 作 用 ： 在 电 路 中 起 到 ___开__关___ 的 作 用 ， 它 是 一 种 能 够 感__知__磁__场__的传感器．
3．非电学量转换为电学量的意义：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___．
二、光敏电阻
阅读教材第53页“光敏电阻”部分
【答案】 C
点拨： 分析霍尔效应的原理时，首先建立霍尔效应模型，明确在霍尔 现象中负电荷向某一方向定向移动与正电荷向相反反向移动不等 效．
【变式训练 2】 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意 图，其中 R2 为用半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)制成的 传感器，电流表为值班室的显示器，a、b 之间接报警器．当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变 化情况是( )
答案：D
传感器问题的分析方法 ①明确传感器的类型，了解传感器的工作原理． ②确定传感器中的什么量变化时可以引起电学量的变化． ③根据电学量的变化确定相关物理量的变化．
要点二 对敏感元件的认识
几种敏感元件的对比分析
元件
特点
光敏 电阻
半导体材料受到的光照增强时，会有更多的电子获得能量成 为自由电子，即载流子数增多，于是导电性明显增强，电阻 减小
答案：CDБайду номын сангаас
人教版高二物理选修：《传感器及其工作原理》PPT课件
干簧 管
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》 (共26 张PPT)
一种防盗门报警电路
制人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》(共26张PPT) 作 传 感 器
2、光敏电阻
光敏电阻
实验观察：光敏电阻在暗环境 和强光照射下，电阻有什么不 同？
常
里的画面；机器人能替代人完成各种复杂
的劳动．这些现代化设备，有的复杂庞大
，有的简单精巧，但它们都需要一种装置 ——传感器来获取信息．那么，什么是传 感器？它为什么能获取信息，工作原理又 是什么呢？
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》 (共26 张PPT)
一 、传感器简介
霍尔效应
当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面 间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一个稳定 的电压UH。这种现象称为霍尔效应，这个电压叫做霍 尔电压
I
F
C
D
EB
UH
霍尔元件工作原理图
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》 (共26 张PPT)
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》 (共26 张PPT)
用
的
敏
感
元 特性：光敏电阻对光敏感。当改变光照强度 件 时，电阻的大小也随着改变。一般会随着光
照强度的增大而电阻值减小。
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》 (共26 张PPT)
人教版 高二物理 选修3-2 第六章：6.1《传感器及其工作原理》 (共26 张PPT)
例1：
｛ ｛
6、电容式位移传感器 力学量 电容 （力传感器）
人教版高中物理选修(32)第6章第1讲《传感器及其工作原理》PPT课件
①正温度系数的热敏材料(PTC)，它的电阻随温度上升而增加． ②负温度系数的热敏材料(NTC)，它的电阻随温度的上升而下降． ③临界温度系数的热敏材料(CTC)，它的电阻在很小的温度范围 (临界)内急剧下降．
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器 3．金属热电阻 特点：电阻率随温度的升高而增大．金属电阻随温度的升高而增加．
课堂讲义
传感器及其工作原理
例1 关于传感器，下列说法正确的是( ) A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 C．传感器是将非电学量转变为电学量的装置 D．以上说法都不正确
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器
1．光敏电阻
(1)特点：阻工作原理
例3 在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用 的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、 信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热 电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的 元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特 性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水， 温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率， 读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度 计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较 大，则下列说法正确的是( ) A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
电场力与洛伦兹力平衡时，有 eUb＝evB， 电流 I＝neSv＝nev·bd 故 U＝nIeBd
故下表面电势高
对点练习
传感器及其工作原理
对传感器的理解 1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光 信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( ) A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器 3．金属热电阻 特点：电阻率随温度的升高而增大．金属电阻随温度的升高而增加．
课堂讲义
传感器及其工作原理
例1 关于传感器，下列说法正确的是( ) A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的 B．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的 C．传感器是将非电学量转变为电学量的装置 D．以上说法都不正确
课堂讲义
传感器及其工作原理
二、常见的传感器
1．光敏电阻
(1)特点：阻工作原理
例3 在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用 的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制、 信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中热 电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号的 元件．某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特 性实验中，安装好如图所示装置．向杯内加入冷水， 温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率， 读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度 计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较 大，则下列说法正确的是( ) A．应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B．应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D．应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡
电场力与洛伦兹力平衡时，有 eUb＝evB， 电流 I＝neSv＝nev·bd 故 U＝nIeBd
故下表面电势高
对点练习
传感器及其工作原理
对传感器的理解 1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光 信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( ) A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
高中物理选修3-2-传感器及其工作原理
传感器及其工作原理知识元常见传感器的工作原理知识讲解传感器的工作原理1．概念：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、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，或转换为电路的通断。
2．组成：一般由敏感元件、转换元件、转换电路三个部分组成。
敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。
转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的，与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。
转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等。
3．原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。
例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号。
4．工作流程：5．类别：最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换器)组成，它感受被测量时，直接输出电学量，如热电偶．有的传感器由敏感元件和转换器件组成，设有转换电路，如光电池、光电管等；有的传感器，转换电路不止一个，要经过若干次转换。
6．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个：（1）按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器。
（2）按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等。
7．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等。
例题精讲常见传感器的工作原理例1.传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件。
如图所示，乙、丙是两种常见的电容式传感器，现将乙、丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验（电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏），下列实验现象中正确的是（）A．当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B．当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转C．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变大，则电流表指针向左偏D．当丙传感器接入电路实验时，若液体深度h变小，则电流表指针向左偏例2.关于传感器，下列说法正确的是（）A．霍尔元件能把光学量转化为电学量B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．话筒中的传感器将电信号转化成声音信号D．传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件例3.利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况。
人教版高中物理(选修3-2)传感器及其工作原理优质PPT课件
为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的 控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源 接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是 ________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．
解析： 声音信号 → 声传感器 → 电信号 → 控制开关
答案： 声 声音 电
A．图线 1 是热敏电阻的图线，它是用金 属材料制成的
B．图线 2 是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的
C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
解析： 热敏电阻的图线是非线性的，即图线2，A错误， 热敏电阻由半导体制成，B对，半导体材料化学稳定性差，测温 范围小，灵敏度高．D正确．图1显然稳定性好，测温范围大， 但灵敏度低，C错误．
解析： R2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，
当温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减
小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C正确，
其余各项均错．
答案： C
【反思总结】 解此类问题时，R2相当于一个滑动变阻 器．要把R2与金属热电阻区别开．
【跟踪发散】 1－1：如图所示，将多 用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将 电表的两支表笔与一热敏电阻 Rt 的两端相 连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往 Rt 上擦一些酒精， 表针将向________(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热 风吹向电阻，表针将向________(填“左”或“右”)移动．
→IU分分的的变变化化
【跟踪发散】 2－1：如右图所示，将 多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表 的两支表笔分别与光敏电阻 RG 的两端相 连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用 不透光的黑纸将 RG 包裹起来，表针将向________(填“左”或 “右”)转动；若用手电筒照射 RG，表针将向________(填 “左”或“右”)转动．
人教版高中物理选修3-2课件：6.1传感器及其工作原理(人教)
转换元件
转换电路
→ 电学量 敏感元件：相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分， 是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、 湿敏等)制成的。
转换元件：是传感器中能将敏感元件输出的，与被测 物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。
转换电路：是将转换元件输出的不易测量的电学量转 换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等。
氧化锰热敏电阻
金属热电阻
电阻率随温度的升高
特点
电阻率随温度的升高而 增大
而 减小
制作材 料
半导体
金属
优点 作用
灵敏度好
化学稳定性好，测温范围大
温度将这个热学量转换为这电个阻电学量
[关键一点] 热敏电阻和金属热电阻的制作材料不同， 其电阻值随温度变化的规律也不相同。
4．霍尔元件 (1)构造：
如图6－1－1所示，在一个很小的矩形半导体(例如砷 化铟)薄片上，制作四个电极E、F、M、N，就成为一个霍 尔元件。
②一个霍尔元件的 d、k 为定值，再保持 I 恒定，则 UH 的变化就与 B 成正比。
(4)作用： 把 磁感应强度 这个磁学量转换为 电压 这个电学量。
［试身手·夯基础］
1．(2011·江苏高考)美国科学家Willard S·Boyle 与George
E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009 年
[思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)膜片与固定电极间距和电容器电容大小的关系。 (2)电容器充放电电流方向的确定。
[解析] 当振动膜片向右振动时，两极板间的距离 d 减 小，由电容公式 C＝4επrkSd知，C 增大，由 E＝Ud 知，E 增大。 A、C 正确。由 Q＝CU 知，电容器所带电荷量 Q 增大，电 容器充电，电阻 R 上电流方向自右向左，B、D 错误。
人教课标版高中物理选修3-2：《传感器及其工作原理》课件1-新版
光敏电阻为半导体材料，无光照时，载流子极少，导体性 能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好
练习1
例1.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( BD )
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
A
R1 R2
信号 处理 系统
三、热敏电阻元件
1、探究热敏电阻的特性 ①定性判断热敏电阻随温度变化关系
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小
三、热敏电阻元件
②定量判断热敏电阻随温度变化关系
金属电阻
热敏电阻
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小 金属电阻随温度的升高电阻增大
练习2
例2. 如图所示：R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为 小灯泡，当温度降低（ C ）
第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
引入新课
自动门
自动干手机
探测器
一、什么是传感器
1、干簧管
转换
磁信号 电路通断
一、什么是传感器
2、干簧管在生活中的应用
防撬门报警器
一、什么是传感器
传感器的定 用义 途：
传感声器是指这样一类元件：
电诸如力传、感温器度、光、声、电化阻 学成分
等非温电度学量，并把它们按照一定的电规路律通转断化成
电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
非电学量 → 传感器 → 电学量/电路的通断
二、光敏电阻元件
1、实验探究光敏电阻的特性： ①实验仪器：
②实验结果：
练习1
例1.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( BD )
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
A
R1 R2
信号 处理 系统
三、热敏电阻元件
1、探究热敏电阻的特性 ①定性判断热敏电阻随温度变化关系
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小
三、热敏电阻元件
②定量判断热敏电阻随温度变化关系
金属电阻
热敏电阻
实验结论：热敏电阻随温度的升高电阻减小 金属电阻随温度的升高电阻增大
练习2
例2. 如图所示：R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为 小灯泡，当温度降低（ C ）
第六章 传感器
第一节 传感器及其工作原理
引入新课
自动门
自动干手机
探测器
一、什么是传感器
1、干簧管
转换
磁信号 电路通断
一、什么是传感器
2、干簧管在生活中的应用
防撬门报警器
一、什么是传感器
传感器的定 用义 途：
传感声器是指这样一类元件：
电诸如力传、感温器度、光、声、电化阻 学成分
等非温电度学量，并把它们按照一定的电规路律通转断化成
电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
非电学量 → 传感器 → 电学量/电路的通断
二、光敏电阻元件
1、实验探究光敏电阻的特性： ①实验仪器：
②实验结果：
高二物理人教版选修3-2第六章 1 传感器及其工作原理
三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成,其电阻随温度的变化明显,温度升 高电阻减小,如图甲所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性 曲线。
2.金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大,这样的电阻也可以制作 温度传感器,称为热电阻,如图乙所示为某金属导线电阻的温度特 性曲线。
探究一
探究二
探究三
探究四
典例剖析
【例题1】 全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是 确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一,为模仿汽车油表原理, 某同学自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置。如图乙所
示,其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆
的一端。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过
3.霍尔电压:UH=kIdB 。 (1)其中d为薄片的厚度,k为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。 (2)一个霍尔元件的d、k为定值,再保持电流I恒定,则UH的变化就 与磁感应强度B成正比。 4.作用:把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
搜索“玉兔探月机器人”,了解我国“玉兔”探月机器人 拥有哪些传感器,以后的探月机器人的发展方向等。
B.θ'<θ C.θ'>θ
D.不能确定
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,指针自左向右偏转角度变小,故B正确。
答案:B
探究一
探究二
探究三
探究四
热敏电阻和金属热电阻
问题探究
如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支
表笔与负温度系数的热敏电阻RT(温度升高,电阻减小)的两端相连, 这时表针恰好指在刻度盘的正中央。若在RT上擦一些酒精,表针将 如何偏转?若用吹风机将热风吹向热敏电阻,表针将如何偏转?
高中物理选修32人教版课件6.1 传感器及其工作原理 (共8张PPT)
金属热电阻 R R-T关系示 意图
O
T
热敏电阻和金属热电阻能够把 _温__度__
这个热学量转换成为电阻这个电学量
四、电容式传感器
（1）测定位移x： （2）测定压力F：
极板
固定电极
电介质
可动电极
x
极板
待测压力 F
（3）测定角度θ： （4）测定液面高度h： 金属芯线 动片
θ
电介质
定片
导电液体
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/42021/11/42021/11/411/4/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/42021/11/4November 4, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/42021/11/42021/11/42021/11/4
五、霍尔元件
（1）材料：半导体 如：砷化铟
（2）工作原理图
（3）霍尔电压:
UH
k
IB d
K为比例系数，称为 霍尔系数其大小与元 UH 的变化就与B成正比。因此 霍尔元件又称磁敏元件。
霍尔元件能够把_磁__感__应__强__度__这个磁 学量转换为_电__压_这个电学量
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传感器及其工作原理
教学目标
通过观察一些现象和常见的事例，初步形成传感器的概念，感受传感技 术在信息时代的作用与意义
介绍光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件三种敏感元件，通过实验指导它们 的性能，了解其工作原理，感悟基础知识学习和应用的重要性
知道非电学量转换成电学量的技术意义，进一步拓展学生的思维，进一 步探讨科技发展给人类带来的利与弊
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
电感式位移传感器
如图是两种电感式微小位移传感器的原理图。 图甲中，1是待测物体，2是可以上下移动的软铁芯，3是固定的软铁芯， 2、3之间的空气间隙随着物体的位移改变，铁芯3上绕有线圈4.乙图中， 3是空心线圈，1是待测的物体，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈 中平移。说明它们的工作原理，并尝试设计与线圈3或线圈4相连的电路。
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
电子秤
红外线温度计
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什传么感是传器感是器什么
理解传感器的概念 了解生活中有哪些常见的传感器
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
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教学重点
认识各种常见的传感器 了解传感器、熟悉传感器（光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件）的工作原理
教学难点
光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理 能初步分析并设计传感器的应用电路
自动门
自动干手机
生活中还有哪些传感器的例子？
雷达测速仪
酒精含量测试仪
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由金属材料制作 热电阻 连接导线 指示仪表 规律：金属热电阻随温度的升高而增大
热敏电阻和金属热电阻
试比较热敏电阻和金属热电阻的优缺点？
1.金属导线 热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范 2.热敏电阻 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 电阻—温度特性图线 作用： 把温度这个热学量转换成为电阻这个电学量
把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光把 磁铁移走，灯泡熄灭
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干簧管
软磁性材料
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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
磁信号
理解光敏电阻的原理 了解光敏电阻的简单应用
光敏电阻
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光敏电阻
光敏电阻
实验观察： 光敏电阻在暗环境和强光照射下，电阻有什么不同？
强光照射下，电阻值很小
表面涂有硫化镉
光敏电阻在暗环境中 电阻值很大
特性：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。 一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。
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为了制作传感器，需要一些元器件，下面来看几个实际的例子
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光敏电阻的工作原理
硫化镉是一种半导体材料 能够导电
我们以单晶硅为例来做些浅显的解释
单晶硅也是一种半导体材料 无光照时，载流子（自由电子和空穴）极少， 导电性能不好；
随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
除了光照以外，温度也能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能
传感器的作用： 非电学量
电学量
特点（优点）：
易测量、易传输、易处理、易控制
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电容式位移传感器
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
电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学量（电容）
甲图中，当待测物体位移变化时，软铁芯2、3间的空气间隙变化，线圈4的 电感值发生变化。这一变化通过转换电路转换成电路中输出电流的变化， 这样电流的变化就与位移的变化建立起对应关系，电流的变化量就反映出 被测物体位移的变化量 乙图中被测物体位移变化，带动软铁芯2在线圈中移动，线圈的电感值将变 化，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移 的变化 甲图中在线圈4上串联电源和电流表 乙图中在线圈3上串联电源和电流表
理解干簧管的原理 了解的干簧管的简单应用
干簧管
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
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什么是传感器
演示实验： 小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关
盒子里有什么样的装置，为 何会出现这样的现象？
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测温仪
理解半导体热敏电阻和金属热电阻的特点 了解金属热电阻和半导体导电机理 了解热电偶和红外线测温仪原理
热敏电阻
热敏电阻
实验观察： 把热敏电阻放入热水中，随着温度的升高，电阻 如何变化？
欧姆表
温度计
由半导体材料制作
热敏电阻器 特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而降低
金属热电阻
金属热电阻
实验观察： 把金属热电阻放入热水中，随着温度的升高，电阻 如何变化？
电路的通断
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干簧管
一种防盗门报警电路
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干簧管
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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，从而能方便地进行测量、传输、处理和控制
教学目标
通过观察一些现象和常见的事例，初步形成传感器的概念，感受传感技 术在信息时代的作用与意义
介绍光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件三种敏感元件，通过实验指导它们 的性能，了解其工作原理，感悟基础知识学习和应用的重要性
知道非电学量转换成电学量的技术意义，进一步拓展学生的思维，进一 步探讨科技发展给人类带来的利与弊
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电感式位移传感器
如图是两种电感式微小位移传感器的原理图。 图甲中，1是待测物体，2是可以上下移动的软铁芯，3是固定的软铁芯， 2、3之间的空气间隙随着物体的位移改变，铁芯3上绕有线圈4.乙图中， 3是空心线圈，1是待测的物体，软铁芯2插在线圈3中并且可以随着物体1在线圈 中平移。说明它们的工作原理，并尝试设计与线圈3或线圈4相连的电路。
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电子秤
红外线温度计
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什传么感是传器感是器什么
理解传感器的概念 了解生活中有哪些常见的传感器
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
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教学重点
认识各种常见的传感器 了解传感器、熟悉传感器（光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件）的工作原理
教学难点
光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理 能初步分析并设计传感器的应用电路
自动门
自动干手机
生活中还有哪些传感器的例子？
雷达测速仪
酒精含量测试仪
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
由金属材料制作 热电阻 连接导线 指示仪表 规律：金属热电阻随温度的升高而增大
热敏电阻和金属热电阻
试比较热敏电阻和金属热电阻的优缺点？
1.金属导线 热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范 2.热敏电阻 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 电阻—温度特性图线 作用： 把温度这个热学量转换成为电阻这个电学量
把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光把 磁铁移走，灯泡熄灭
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干簧管
软磁性材料
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
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
磁信号
理解光敏电阻的原理 了解光敏电阻的简单应用
光敏电阻
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
光敏电阻
光敏电阻
实验观察： 光敏电阻在暗环境和强光照射下，电阻有什么不同？
强光照射下，电阻值很小
表面涂有硫化镉
光敏电阻在暗环境中 电阻值很大
特性：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。 一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。
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人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
为了制作传感器，需要一些元器件，下面来看几个实际的例子
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光敏电阻的工作原理
硫化镉是一种半导体材料 能够导电
我们以单晶硅为例来做些浅显的解释
单晶硅也是一种半导体材料 无光照时，载流子（自由电子和空穴）极少， 导电性能不好；
随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
除了光照以外，温度也能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能
传感器的作用： 非电学量
电学量
特点（优点）：
易测量、易传输、易处理、易控制
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电容式位移传感器
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
电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学量（电容）
甲图中，当待测物体位移变化时，软铁芯2、3间的空气间隙变化，线圈4的 电感值发生变化。这一变化通过转换电路转换成电路中输出电流的变化， 这样电流的变化就与位移的变化建立起对应关系，电流的变化量就反映出 被测物体位移的变化量 乙图中被测物体位移变化，带动软铁芯2在线圈中移动，线圈的电感值将变 化，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移 的变化 甲图中在线圈4上串联电源和电流表 乙图中在线圈3上串联电源和电流表
理解干簧管的原理 了解的干簧管的简单应用
干簧管
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
什么是传感器
演示实验： 小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关
盒子里有什么样的装置，为 何会出现这样的现象？
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测温仪
理解半导体热敏电阻和金属热电阻的特点 了解金属热电阻和半导体导电机理 了解热电偶和红外线测温仪原理
热敏电阻
热敏电阻
实验观察： 把热敏电阻放入热水中，随着温度的升高，电阻 如何变化？
欧姆表
温度计
由半导体材料制作
热敏电阻器 特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而降低
金属热电阻
金属热电阻
实验观察： 把金属热电阻放入热水中，随着温度的升高，电阻 如何变化？
电路的通断
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
干簧管
一种防盗门报警电路
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
干簧管
人教版高中物理选修3-2 6.1传感器及其工作原理(共35张PPT)
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，从而能方便地进行测量、传输、处理和控制