第6章磁场与成分参数测量传感器优秀课件

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《传感器与检测技术》高教(4版) 第六章

差动变压器位移计
当铁芯处于中间位置时，输出电压: UU 21 U 220
当铁芯向右移动时，则输出电压: UU 21 U 220
当铁芯向左移动时，则输出电压: UU 21 U 220
输出电压的方向反映了铁芯的运动方向，大小反映了铁芯的位移大小。
差动变压器位移计
输出特性如图所示。
差动变压器位移计
角度的精密测量。光栅的基本结构
1、光栅：光栅是在透明的玻璃上刻有大量平行等宽等距的刻线构成的，结构如图。
设其中透光的缝宽为a，不透光的缝宽为b，
一般情况下，光栅的透光缝宽等于不透光
的缝宽，即a = b。图中d = a + b 称为光
栅栅距（也称光栅节距或称光栅常数）。
光栅位移测试
2、光栅的分类
1、激光的特性
（1）方向性强
（2）单色性好
（3）亮度高
（4）相干性好
2、激光器
按激光器的工作物质可分为以下几类：（1）固体激光器：常用的有红宝石激光器、钕玻璃激光器等。
（2）气体激光器：常用的为氦氖激光器、二氧化碳激光器、一氧化碳激光器等。
激光式传感器
（3）液体激光器：液体激光器分为无机液体激光器和有机液体激光器等。
数小，对铜的热电势应尽可能小，常用材料有：铜镍合金类、铜锰合金类、镍铬丝等。 2、骨架：
对骨架材料要求形状稳定表面绝缘电阻高，有较好的散热能力。常用的有陶瓷、酚醛树脂和工程塑料等。 3、电刷：
电刷与电阻丝材料应配合恰当、接触电势小，并有一定的接触压力。这能使噪声降低。
电位器传感器
电位计式位移传感器
6.2.2 差动变压器位移计结构
1-测头； 2-轴套； 3-测杆； 4-铁芯；5-线圈架； 6-导线； 7-屏蔽筒；8-圆片弹簧；9-弹簧； 10-防尘罩

高中物理第六章第1节传感器及其工作原理课件新人教版选修3-2

[答案] b、c 增大
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12
1．传感器是将能感受的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容 C 大小的变化情况就能反映出液面高度 h 的高低情况，则两者的关系是( )
答案：选 B
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考点二
光敏电阻和热敏电阻的应用
1．光敏电阻 (1)特点：光敏电阻一般由硫化镉等半导体材料做成，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，导电性变好。 (2)特性：光敏电阻的电阻随光照的增强而减小。光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量。
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3
有一种电水壶为了防止烧干后引起事故，在水壶上安装了传感器，当壶中的水减少到一定程度时，就会自动断电，这种水壶上安装了什么样的传感器？
解析：这种水壶上安装了压力传感器。当水壶中的水减少到一定程度时，压力减小，压力传感器使电路断开，起保护作用。
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4
2．光敏电阻 (1)特点：在被光照时电阻发生变化。 (2)原因：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：把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量。
A．I 变大，U 变大 C．I 变小，U 变大
B．I 变小，U 变小 D．I 变大，U 变小
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[思路探究] (1)明确 NTC 半导体热敏材料制成的 R2 其电阻随温度如何变化。 (2)知道 R2 在电路中的位置及电路结构。
[解析] 当 R2 处出现火情时，NTC 热敏材料制成的传感器的电阻将减小，则此时电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知：外电路电压将减小，U 减小；电路中的总电流增大，所以 R1 上的电压增大，显示器两端的电压将减小，电流 I 减小，B 正确。

传感器原理及其应用第6章磁电式传感器

材料(单晶) N型锗(Ge) N型硅(Si) 锑化铟(InSb)
1/ 2
4000 1840 4200
砷化铟(InAs)
磷砷铟(InAsP) 砷化镓(GaAs)
0.36
0.63 1.47
0.0035
0.08 0.2
25000
10500 8500
100
850 1700
1530
3000 3800
哪种材料制作的霍尔元件灵敏度高
1、8—圆形弹簧片；2—圆环形阻尼器；3—永久磁铁；4—铝架； 5—心轴；6—工作线圈；7—壳体；9—引线工作频率固有频率灵敏度 10～500 Hz 12 Hz 最大可测加速度 5g 可测振幅范围精度 ≤10％ 45mm×160 mm 0.7 kg
0.1～1000 m 外形尺寸 1.9 k 质量
d E N dt
武汉理工大学机电工程学院
第6章磁电式传感器
磁通量的变化可以通过很多办法来实现，如磁铁与线圈之间作相对运动；磁路中磁阻的变化；恒定磁场中线圈面积的变化等，一般可将磁电感应式传感器分为恒磁通式和变磁通式两类。 6.1.1 恒磁通式磁电感应传感器结构与工作原理恒磁通式磁电感应传感器结构中，工作气隙中的磁通恒定，感应电动势是由于永久磁铁与线圈之间有相对运动——线圈切割磁力线而产生。这类结构有动圈式和动铁式两种，如图所示。
武汉理工大学机电工程学院
第6章磁电式传感器磁铁与线圈相对运动使线圈切割磁力线，产生与运动速度dx/dt 成正比的感应电动势E，其大小为
dx E NBl dt
式中：N为线圈在工作气隙磁场中的匝数；B为工作气隙磁感应强度；l为每匝线圈平均长度。当传感器结构参数确定后，N、B和l均为恒定值，E与dx/dt成正比，根据感应电动势E的大小就可以知道被测速度的大小。由理论推导可得，当振动频率低于传感器的固有频率时，这种传感器的灵敏度(E/v)是随振动频率而变化的；当振动频率远大于固有频率时，传感器的灵敏度基本上不随振动频率而变化，而近似为常数；当振动频率更高时，线圈阻抗增大，传感器灵敏度随振动频率增加而下降。不同结构的恒磁通磁电感应式传感器的频率响应特性是有差异的，但一般频响范围为几十赫至几百赫。低的可到10 Hz左右，高的可达2 kHz左右。

磁电式传感器优秀课件.ppt

磁电式传感器(优秀课件
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霍尔效应演示
当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的作用，发生偏移，在半导体第二垂直方向端面之间建立起霍尔电势。
磁电式传感器(优秀课件
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➢在磁场作用下导体中的自由电子做定向运动。每个电子受洛仑兹力作用被推向导体的另一侧：
FL q B
霍尔电场作用于电子的力 FH qEH
1 nq
KH
RH d
讨论：
• 任何材料在一定条件下都能产生霍尔电势，但不是都可以制造霍尔元件;
• 绝缘材料电阻率ρ很大，电子迁移率μ很小，不适用；
• 金属材料电子浓度n很高，RH很小，UH很小; • 半导体材料电阻率ρ较大 RH大，非常适于做霍尔元件，半导体中电子迁移率一般大于空穴的迁移率，所以霍尔元件多采用 N 型半导体（多电子）; • 由上式可见，厚度d越小，霍尔灵敏度 KH 越大，
e sv
x vt
a dv dt
磁电式传感器(优秀课件
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❖ 磁电式扭距传感器：
当扭距作用在转轴上时，两个磁电传感器输出的感应电压u1、u2存在相位差，相差与扭距的扭转角成正比，传感器可以将扭距引起的扭转角转换成相位差的电信号。
齿型转盘
转轴
磁电传感器1
u1
u
磁电传感器2
u2
测量电路
磁电式传感器(优秀课件
磁电式传感器(优秀课件
6
9.1.2 磁电感应式传感器基本特性
当测量电路接入磁电传感器电路时，如图
所示，磁电传感器的输出电流Io为
Io
E RRf
BolWv RRf
传感器的电流灵敏度为
SI
Io v
BolW R Rf

磁敏式传感器.课件

06
磁敏式传感器的发展趋势与展望
新材料的应用
高磁导率材料
01
利用具有高磁导率的材料，提高磁敏式传感器的灵敏度和响应
速度。
稀有金属材料
02
采用稀有金属材料，如稀土元素，以改良传感器的性能和稳定
性。
复合材料
03
通过将不同材料的优点结合，开发出具有优异性能的复合磁敏
材料。
新工艺的研发
薄膜工艺
利用薄膜工艺制备超薄、高灵敏度的磁敏元件，提高传感器的精度和稳定性。
磁通元件
利用磁通效应，将磁场变化转化为电压变化，从而检测磁场强度。
信号处理电路
01
02
03
放大器
将磁敏元件输出的微弱信号进行放大，提高信号的信噪比。
滤波器
对信号进行滤波处理，去除噪声干扰，提高信号的稳定性。
调制解调器
将磁敏元件输出的模拟信号转换为数字信号，便于后续处理。
输出装置
显示器
位置检测
位置检测概述
位置检测是控制系统中不可或缺的一环，磁敏式传感器可用于位置检测。
位置检测原理
磁敏式传感器通过检测磁场的变化，判断物体的位置和运动轨迹。
位置检测应用
在机器人、自动化生产线、医疗器械等领域，位置检测的应用越来越广泛。
位置检测优缺点
磁敏式传感器具有非接触、精度高等优点，但也存在对环境磁场干扰敏锐等缺点。
具有较高的灵敏度。
线性输出
磁敏式传感器的输出信号与磁场强度成线性关系，使得测量结果更为准确可靠。
稳定性好
经过特殊工艺处理，磁敏式传感器具有较好的温度特性和长期稳定性。
抗干扰能力强
由于磁场不易受到电场、温度等因素的干扰，因此磁敏式传感器在复杂环境下仍能保持较

(第6章)磁电式传感器

6.2.2 霍尔元件的应用
1．霍尔式微量位移的测量．
由霍尔效应可知，当控制电流恒定时，由霍尔效应可知，当控制电流恒定时，霍尔电压U与磁感应强度B成正比，若磁感成正比，的函数，应强度B是位置x的函数，即 UH=kx 13）（6-13）式中： ——位移传感器灵敏度位移传感器灵敏度。式中：ｋ——位移传感器灵敏度。
测量转速时，传感器的转轴1 测量转速时，传感器的转轴1与被测物体转轴相连接，因而带动转子2转动。体转轴相连接，因而带动转子2转动。当转的齿与定子5的齿相对时，气隙最小，子2的齿与定子5的齿相对时，气隙最小，磁路系统中的磁通最大。而磁与槽相对时，磁路系统中的磁通最大。而磁与槽相对时，气隙最大，磁通最小。因此当转子2转动时，气隙最大，磁通最小。因此当转子2转动时，磁通就周期性地变化，从而在线圈3 磁通就周期性地变化，从而在线圈3中感应出近似正弦波的电压信号，出近似正弦波的电压信号，其频率与转速成正比例关系。成正比例关系。
2．霍尔元件基本结构．
霍尔元件的外形结构图，它由霍尔片、霍尔元件的外形结构图，它由霍尔片、根引线和壳体组成， 4根引线和壳体组成，激励电极通常用红色而霍尔电极通常用绿色或黄色线表示。线，而霍尔电极通常用绿色或黄色线表示。
图6-8阻）
I v= nebd
得
IB EH = nebd
IB UH = ned
式中：称之为霍尔常数，式中：令RH=1/ne，称之为霍尔常数，其大小取决于导体载流子密度，其大小取决于导体载流子密度，则
RH IB = K H IB UH = d
（6-12） 12）
称为霍尔片的灵敏度。式中：式中：KH=RH/d称为霍尔片的灵敏度。

人教版高中物理选修3-2 6.1传感器课件(共16张PPT)

(2)对数函数的图象与性质 a＞1
0＜a＜1
图象
定义域：_(_0_，__＋__∞__) ___
性质值域： R
过定点__(_1_,0_)_____，即 x＝_1_时，y＝_0_
当 x＞1 时，__y_＞_0__
性质
当 0＜x＜1 时，_y_＜__0__
当 x＞1 时，_y_＜__0__ 当 0＜x＜1 时，__y＞__0__
(－1,0)，(－1,1)，(0，－1)，(0,0)，(0,1)，(1，－1)，(1,0)，(1,1)共有 9 个．]
3．(2018·全国卷Ⅲ)已知集合 A＝{x|x－1≥0}，B＝{0,1,2}，则 A∩B＝( )
A．{0} B．{1} C．{1,2} D．{0,1,2}
C [由题意知，A＝{x|x≥1}，则 A∩B＝{1,2}．]
a＞1
0＜a＜1
图象
定义域值域
R
__(0_，__＋__∞__) ___
过定点__(_0_,1_)_____
当 x＞0 时，_y_＞__1__；x＜0 当 x＞0 时，_0_＜__y_＜__1___；x
性质
时，__0＜__y_＜__1___
＜0 时，_y_＞__1__
在(－∞，＋∞)上是增函数在(－∞，＋∞)上是_减__函_数__
在(0，＋∞)上是_增__函__数_ 在(0，＋∞)上是_减__函__数_
6.函数的应用
(1)函数零点：一般地，我们把使函数 y＝f(x)的值为 0 的实数_x_
称为函数 y＝f(x)的零点．
(2)方程 f(x)＝0 有实数根⇔函数 y＝f(x)的图象与_x_轴__有交点⇔函数 y＝f(x)有_零__点_．
[提示] 题中函数值都小于零．

传感器原理及应用第六章磁电式传感器

两者工作原理是完全相同的。当壳体随被测振动体一起振动时, 由于弹簧较软, 运动部件质量相对较大。当振动频率足够高（远大于传感器固有频率）时, 运动部件惯性很大, 来不及随振动体一起振动, 近乎静止不动, 振动能量几乎全被弹簧吸收, 永久磁铁与线圈之间的相对运动速度接近于振动体振动速度, 磁铁与线圈的相对运动切割磁力线, 从而产生感应电势为
（一）磁电感应式传感器的工作原理
电磁式传感器工作原理
当一个W匝线圈相对静止地处于随时间变化的磁场中时，设穿过线圈的磁通为Ф，则整个线圈中所产生的感应电动势e为
e W d dt
（二）磁电感应式传感器的结构及特点
1、磁电感应式传感器的结构
磁电式传感器基本上由以下三部分组成： ①磁路系统：它产生一个恒定的直流磁场，为了减小传感器体积，一般都采用永久磁铁； ②线圈：它与磁铁中的磁通相交产生感应电动势； ③运动机构：它感受被测体的运动使线圈磁通发生变化。
式(7 - 7)可得近似值:
γt ≈(-4.5%)/10 ℃
(Hale Waihona Puke - 8)这一数值是很可观的, 所以需要进行温度补偿。补偿通常采
用热磁分流器。热磁分流器由具有很大负温度系数的特殊磁
性材料做成。它在正常工作温度下已将空气隙磁通分路掉一
小部分。当温度升高时, 热磁分流器的磁导率显著下降, 经它
分流掉的磁通占总磁通的比例较正常工作温度下显著降低, 从
而保持空气隙的工作磁通不随温度变化, 维持传感器灵敏度为
常数。
（三）磁电感应式传感器的转换电路
磁电式传感器直接输出感应电势, 且传感器通常具有较高的灵敏度, 所以一般不需要高增益放大器。但磁电式传感器是速度传感器, 若要获取被测位移或加速度信号, 则需要配用积分或微分电路。图为一般测量电路方框图

高中物理选修3-2 第六章传感器-2.传感器的应用(一)(课件)(共58张PPT)

话筒
演示实验：
按照图6.2-7连接驻极体话筒的工作电路。话筒的输出端经过隔直流电容器接到示波器。
轻敲音叉,使其靠近话筒，观察荧光屏上的波形，再对着话筒说话，比较其与音叉波形的区别。
通过以上实验，体会话筒把声信号转变为电信号的过程.
观察实验现象。
不同的声波信号，荧光屏上显示的波形不同。说明话筒产生的电信号是由接收到的声波控制的。
优点：保真度好。
R MN
到放大器
Q E=250V
电容式话筒原理
4、驻极体话筒的工作原理驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜．
优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高,工作电压低。驻极体话筒利用了电介质的极化现象：将电介质放入电场中，在前后两个表面上会分别出现正电荷与负电荷的现象．某些电介质在电场中被极化后，去掉外加电场，仍然会长期保持被极化的状态，这种材料称为驻极体．
着一个质量为m=2.0 kg的滑块，滑块可可无摩擦滑动
，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大
电熨斗就是靠温度传感器来控制温度的。
电熨斗就装有双金属片温度传感器。这种传感器的作用
是控制电路的通断。
电熨斗结构图
弹性铜片
调温旋钮升降螺丝
图中双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属。
触点双金属片
绝缘支架接电源
电热丝
金属底板
思考与讨论
（1）常温下，电熨斗的上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？
熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度,此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的．

高中物理选修3-2第六章传感器-3.传感器的应用(二)(课件)(45张)-PPT优秀课件

C正所示的电路中，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．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时， L消耗的功率可能不变
一、温度传感器——电饭锅
电饭锅的主要部件感温铁氧体，它的特点是常温下，具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约为 103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把 103℃就叫做该材料的“居里温度”或“居里点”.
内胆底
感温铁氧体电热板
转轴
手动开关
永磁铁
接线螺丝
图6.3-1 电饭锅的结构触点(电源开关)
1 A
2 B
测温仪
三、光传感器的应用——鼠标器
（1）鼠标器的主要组成鼠标器的内部结构包括：滚轴x，滚轴y，滚球，码盘，电路板。
（2）鼠标器中光传感器的主要部件
鼠标器的光传感器主要由红外发射管、
红外接收管、滚轴、滚轮组成。
码盘
滚球
红外发射管 (LED)
码盘滚轴y
甲
滚轴x
滚轴滚轮
乙
红外接收管
（C）
A组能力训练题2
2．下列器件是应用光传感器的是（ AB ） A．鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
A组能力训练题3 3．下面元件不属于温度传感器的是（ D ） A．电熨斗 B．电饭锅 C．测温仪 D．鼠标器
A组能力训练题4 4．火灾报警器使用的是（ AB ） A．光传感器 B．温度传感器 C．红外线传感器 D．超声波传感器
实验：把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲连成电路，对光照的强度进行比较性测量。光敏电阻受到的光照越强，电路中的电流越大。

高中物理第六章传感器章末小结ppt课件新人教版选修3_2

• 解题指导：通过红灯、黄灯的电流必须较小，根据欧姆定律可知R1、R2起限流作用；根据电饭煲的工作原理和水的沸点说明用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开的原因。
• 解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70 ℃ 时自动闭合，当温度高于70 ℃～80 ℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3 。由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开，而水的沸点只有100 ℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开。
第六章
章末小结
素养脉络构建
概念敏感元件光霍热敏尔敏电元电阻件阻和金属热电阻传感器应用力温光传度传感传感器感器应器应用应用用：—电火电电子灾熨饭秤报斗锅警器
应用实例实实验验12..光温控度开报关警器
核心素养提升
一、传感器的工作原理和常用敏感元件 1．传感器的工作原理传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示：非电敏感转换转换学量 → 元件 → 器件 → 电路 → 电学量
电容
与之相联系的物理知识直流电路动态分析直流电路问题
力学、运动学与直流电路力、运动与含容电路
• 2．几种常见的传感器
• (1)红外线传感器：常用于家电遥控器、红外测温仪、生命探测器、自动门等。
• (2)压力传感器：常用于电子秤、水位控制器等装置。
• (3)温度传感器：主要元件是热敏电阻或金属热电阻，常用于恒温箱、电饭锅等家用电器。
• 接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度达到70 ℃～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S>2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2______R3(填“＜”“＝ ” “＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象。

传感器测量技术优秀课件

❖ 第一节 ❖ 第二节 ❖ 第三节 ❖ 第四节 ❖ 第五节
霍尔元件的结构及工作原理霍尔元件的基本电路及主要参数霍尔集成电路霍尔型传感器应用霍尔传感器综合训练
传感器测量技术优秀课件
第一节霍尔元件的结构及工作原理一、霍尔效应定义
❖ 金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称霍尔效应。如图7-1所示。
❖ 图7—10和7—11所示为具有双端差动输出特性的线性霍尔器件UGN3501M的内部电路图和输出特性曲线图。当线性霍尔器件UGN3501M感受的磁场为零时，第一脚相对于第八脚的输出电压等于零；当线性霍尔器件 UGN3501M感受的磁场为正向（磁钢的S极对准3501M 的正面）时，输出为正；磁场为反方向时，输出为负，因此，使用起来更为方便。线性霍尔器件UGN3501M 的第5、6、7脚外接一只微调电位器后，就可以微调并消除不等位电势引起的差动输出零点漂移。
HZ-3型 HZ-4型 HT-1型材料（N型）
HT-2型
HS-1型
Ge111
电阻率几何尺寸
lbd
• cm 0.8~1.2 mm 8 4 0.2
输入电阻 R i0
110 20%
输出电阻 R v0
100 20%
灵敏度
KH
mV mA • T
12不等位电阻 R 00.07寄生直流
电压
U0
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稳压图7—8 开关型霍尔集成内部电路图
1(+Ucc) RL 3 (Uo)
2GND
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UOH
UOL
0
0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035

高中物理第六章传感器章末整合课件新人教版选修32

第九页，共12页。
图 6－2
第十页，共12页。
(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1 离 A 的距离 x1.
(2)托盘上放有质量为 m 的物体时，P1 离 A 的距离 x2. (3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节 P2，使 P2 离 A 的距离也为 x1，从而使 P1、P2 间的电压为零．校准零点后，将物体 m 放在托盘上，试推导出物体质量 m 与 P1、 P2 间的电压 U 之间的函数关系式．
第七页，共12页。
2．常见传感器日常生产、生活中常见传感器有：温度传感器、光敏传感器、压力传感器、红外线传感器、位移传感器等．
3．几种传感器及与其相联系的物理知识，如下表
传感器种类敏感元件与之相联系的物理知识
光电传感器光敏电阻
直流电路动态分析
温度传感器热敏电阻
直流电路问题
力传感器压敏电阻等力学、运动学与直流电路
解析：电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的，电阻率减小，电阻值在其他条件不变时减小，导电性能变好．
答案：BD
第六页，共12页。
专题二传感器的应用 1．传感器问题涉及知识点多、综合性强、能力要求高，传感器的形式又多种多样，其原理有的还较难理解．因此搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键．在处理实际问题时，应注意被测量和转换量之间的关系．传感器一般把被测量转换成电学量，因此往往与敏感元件构成电路．认真分析电路结构和各种敏感元件的特性，再者多注意实际生活中的一些实例，开阔视野，才能对具体问题灵活处理．
第一页，共12页。
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专题一传感器工作原理及常见敏感元件 1．传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，而它输出的通常是电学量，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作，传感器原理如框图所示．非电学量 ―→ 敏感元件 ―→ 转换器件 ―→ 转换电路 ―→ 电学量

高中物理第六章传感器第1节传感器及其工作原理(含解析)2

第1节传感器及其工作原理1．传感器按照一定的规律把非电学量转化为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。

2．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。

3．热敏电阻和金属热电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。

4．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。

5．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

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)，或转换为电路的通断的元件。

2．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1．特点光照越强，电阻越小。

2．原因无光照时，载流子极少，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1．热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，其电阻值随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图所示为某一热敏电阻的电阻值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，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。

四、霍尔元件1．霍尔元件如图所示，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 ，它就成为一个霍尔元件。

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。

2．霍尔电压U H ＝k IB d(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)一个霍尔元件的厚度d 、霍尔系数k 为定值，再保持I 恒定，则U H 的变化就与B 成正比，因此霍尔元件又称磁敏元件。

1．自主思考——判一判(1)所有传感器的材料都是由半导体材料做成的。

(×)(2)传感器是把非电学量转换为电学量的元件。

第6章磁场与成分参数测量传感器

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发光二极管常用的材料与发光波长
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4、激光器
激光是20世纪60年代出现的最重大科技成就之一，具有高方向性、高单色性和高亮度三个重要特性。激光波长从0.24μm到远红外整个光频波段范围。
激光器种类繁多，按工作物质分类：固体激光器（如红宝石激光器）气体激光器（如氦-氖气体激光器、二氧化碳激光器）半导体激光器（如砷化镓激光器）液体激光器
❖ 2.磁敏电阻的结构
▪ 常见的磁敏电阻有如下三种结构，如图6-1所示。
输入电流
In短路条
B 电流方向
输出电流
电极
电极
InSb (a)矩形栅格型磁阻元件
NiSb针状晶体
(b)InSb-NiSb共晶磁阻元件
(c)圆盘形磁阻元件
图6-1 常见磁敏电阻结构
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6.1.2 磁敏电阻常用型号
❖1. FCC/MC系列磁性传感器
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5）暗电流：是指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。
6）光电流：在一定外加电压下亮电流与暗电流之差。 7）时间常数：是指光敏电阻器的光电流从光照跃变开始
到稳定亮电流的63%时所需的时间。 8）温度系数：是指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，
其电阻值的相对变化。 9）灵敏度：是指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电
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光敏电阻外观符号及接线图
光敏材料
电极
I
RG
R
RG
a）光敏电阻外观
b）光敏电阻符号
c）光敏电阻接线图
图7-2 光敏电阻外观符号及接线图
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7.3 光敏电阻
2. 光敏电阻的主要参数
1）亮电阻：是指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。 2）暗电阻：是指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。 3）最高工作电压：是指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最高电压。 4）亮电流：是指在有光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。