传感器ppt1

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
电子秤
红外线温度计
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
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
感谢观看，欢迎指导！
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？
磁信号
电路的通断
干簧管
一种防盗门报警电路
干簧管
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
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
6.因为风的缘故，乡村里许多平常得 不能再 平常的 事物， 便有了 某种诗 意。你 瞧，那 晚风中 的炊烟 ，怎么 看都像 是一幅 悬腕挥 就的狂 草，云 烟乱舞 ，该虚 的地方 虚，该 实的地 方实， 那是我 们在绢 和纸上 无法做 到的， 可谓真 正的“ 天书” 了。 7.一阵风吹过去，一阵风又吹过来， 满荡田 田的莲 叶便乱 了。然 而，乱 是乱了 ，但却 乱出了 味道。 究竟是 什么味 道呢?我 也说不 清。看 来这世 界上的 许多事 情，就 像这风 中的“ 乱荷” ，有一 种不触 动情欲 的美， 大美。 8.你可以观，可以赏，但你却没有风 的能耐 ，把好 端端的 东西破 坏了， 还居然 翻出新 意。还 有秋风 中的那 些树木 ，原本 蓊蓊郁 郁的， 可是经 不住风 的手轻 轻地摇 晃，三 摇两摇 的，就 只剩下 一副骨 骼了。
霍尔元件工作原理图
霍尔效应
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ可以证明，霍尔电压
霍尔系数
薄片的厚度
与薄片的材料有关
霍尔元件—把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
霍尔效应
如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强 度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，试问金 属块上、下表面哪面电势高？ 下表面
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）
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。
霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
了解机械磁强计原理 了解感应线圈磁强计原理 了解霍尔效应磁强计原理
磁强计
霍尔元件
霍尔元件
在一个很小的矩形半导体（例 如砷化铟）薄片上，制作4个 电极，就成了一个霍尔元件
霍尔元件工作原理图
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 。 这种现象称为霍尔效应，这个电压叫做霍尔电压
注意：判断电势高低时，首先明 确载流子是正电荷还是负电荷
问题与练习
按照你对以下几种传感器的理解填写下面的表格，并和同学们讨论可能的工作原理。
传感器名称 光敏电阻 热敏电阻 金属热电阻 电容式位 移传感器 霍尔元件
输入的物理量 光照强度 温度 温度 位移
磁感应强度
输出的物理量 电压（电阻） 电压（电阻） 电压（电阻） 电压（电容）
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
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
理解光敏电阻的原理 了解光敏电阻的简单应用
光敏电阻
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。
电阻 电阻 电压 电容
转换电路
（光电传感器） （温度传感器） （磁传感器） （位移传感器）
电学量
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)
例题
【分析】 【解答】 【点评】
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)
电压
可能的工作原理
半导体受光照电阻变化
半导体受热电阻变化 金属受热电阻变化 电容极板（或介质）间位 置变化导致电容变化 磁感应强度（大小或方向） 变化导致霍尔电压变化
总结
传感器：
转换为
1.概念： 非电学量
电学量
2.原理： 非电学量
敏感元件
敏感元件： 1.光敏电阻 光学量 2.热敏电阻 温度 3.霍尔元件 磁感应强度 4.电容器 力量学
3.只有在大的历史尺度上所发生的主 导性文 化观念 、文化 理念、 价值体 系、文 化习惯 的总体 性的、 根本性 的转变 ，才是 我们所 说的文 化转型 。 4.按照这种尺度，人类迄今所经历的 最深刻 的文化 转型就 是现代 化进程 中的文 化转型 ，即传 统农业 文明条 件下自 在自发 的经验 型的文 化模式 被工业 文明条 件下的 自由自 觉的理 性文化 模式所 取代。 这即是 人们通 常所说 的文化 的现代 化或人 自身的 现代化 。 5.文化的变化呈现出多样化的特征。 例如， 我们生 活世界 中的具 体的文 化要素 、文化 特质、 文化形 式即使 在文化 模式的 常规期 或稳定 期也会 或快或 慢地变 化，一 些习惯 、惯例 、文艺 形式、 仪式等 等甚至 在总体 文化模 式没有 发生根 本性变 化时， 也会自 己经历 生灭的 变化。
理解干簧管的原理 了解的干簧管的简单应用
干簧管
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？
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
干簧管
软磁性材料
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
例题
【分析】 【解答】 【点评】
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)
例题
【分析】 【解答】
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)
1.文化危机深化到一定程度，必定引 起深刻 的文化 转型。 所谓文 化转型 ，是指 特定时 代、特 定民族 或群体 赖以生 存的主 导性文 化模式 为另一 种新的 主导性 文化模 式所取 代。 2.在这种意义上，文化转型同文化危 机一样 ，并不 是经常 发生的 社会历 史现象 ，无论 是个体 的文化 习惯的 改变、 价值信 念或信 仰的改 变，还 是特定 群体或 特定社 会某些 文化特 质或文 化理念 的一般 意义上 自觉的 或不自 觉的更 新，都 不能算 作文化 转型.
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
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