传感器及其工作原理

受光表面暴露 手遮盖受光
电阻值的情 况
表面
电阻小
-----精品文档------
电阻大
(4)干簧管 是一种能感知磁场的传感器
-----精品文档------
(5)电容式位移传感器
插入电介质，电容增大 电容式位移传感器能够把物体的位 移这个力学量转化为电容这个电学量。
-----精品文档------
(6)霍尔元件
温度升高或降低导致Rt阻值发生 变化，使电路中电流也发生变化，导致R上
的电压也发生改变，因此电压表读数将会发生变化，
从而就将温度的化转变为电信号。 -----精品文档------
（2）光敏传感器部件
-----精品文档------
（2）光敏传感器 实验
光敏电阻
电阻随光照的增强而减小（半导体材料）
光照情况
2、传感器的分类 （按感受信息的学科特点不同）
物理传感器、化学传感器、生物传感器
一般来说，用于完成视觉、听觉、触觉功能的传感器 其接受的是光、声波、压力等的物理信息称物理传感器 代替嗅觉、味觉功能的传感器，则称化学传感器或生物 传感器
-----精品文档------
3、传感器的工作原理 传感器：非电学量→传感器→电学量
把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
UH
K
IB d
一个霍尔元件的d和k为
定值,再保持I恒定,则UK的 变化就与B成正比
-----精品文档------
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
-----精品文档------
例2
如图是霍尔元件的工作原理示意
图，如果用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,则可以验证UH随B的变
化情况．以下说法中正确的是(工作面是指较大 的平面)( ) A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工
作面，UH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
两种温度 凉水 的水
开水
电阻值情 况
电阻大
电阻小
（将温度高低转变成电信号）
-----精品文档------
右图是一个温度传感器的原理示意图,
Rt是一个热敏电阻器。试说明传感器是 如何把温度值转变为电信号的。
思考方向：1、两电阻采取什么
连接方式？ 2、转变的电信号应该是哪个
Rt
R
V
电学量？
3、电压表测的是哪个电阻的电压？
则上式可写为
IB ④ U k d H -----精品文档------
填空： 力敏传感器 接受 力 信息，并转化为电信号
声敏传感器. 接受 声 信息，并转化为电信号 位移传感器 接受位置 信息，并转化为 电信号。 光敏传感器 接受 光 信息，并转化为 电信号。
-----精品文档------
wk.baidu.com
列举生活中的一些自动控制实例，
解析：选 AB.当环境温度降低时，R2 变大，电 路的总电阻变大，由 I＝RE总知 I 变小，又 U＝E －Ir，电压表的读数 U 增大，B 正确；又由 U1 ＝IR1 及 P1＝I2R1 可知 U1 变小，R1 消耗的功率 P1 变小，D 错误；电容器两板间的电压 U2＝U －U1，U2 变大，由场强 E′＝Ud2，Q＝CU2 可知 Q、E′都增大，故 A 正确，C 错误．
①
载流子在磁场中受到的洛伦兹力 f qvB
载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出
现电势差载流子受到的电场力为 F q U H
当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平a衡，即qvB q U H ②
由①②式得
IB U H nqd
③
a
式中的nq与导体的材料有关，对于确定的导体，nq是常数。
令
k 1
nq
-----精品文档------
【思路点拨】 当照射光强度增大时，光敏电 阻阻值发生变化，然后根据直流电路的动态分 析方法进行判断． 【精讲精析】 光的强度是被测量，光敏电阻 R3为光敏感元件，同时也是转换器件．当光 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，而电压表的示数增大，A项正确，D项错 误．由路端电压减小，而R1两端电压增大， 可知R2两端电压必减小，则R2中电流减小，
角度 位移 速度 压力 温度 湿度 声强 光照
传感器
电压 电流 电阻 电容
-----精品文档------
非电学量
敏感元件
转换元件
接口电路 电学量
辅助电源
传感器工作原理图
-----精品文档------
4、常用的传感器部件
(1)、温度传感器部件
观察与思考
热敏电阻 （半导体材料）
一般随温度升高电阻减小 半导体的导电机理 金属热电阻 温度升高电阻增大
第六章 传感器
6-1传感器及其工作原理
-----精品文档------
什么是传感器
讨论与交流
人体对外界的感觉可分为哪几种？分别由什么 器官承担？
人体感觉
视觉 听觉 味觉 嗅觉 触觉
-----精品文档------
感觉器官
眼睛 耳朵 舌头 鼻子 皮肤
1、传感器的定义 能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能 按照一定的规律和要求把这些信息转换成可 用输出信息的器件或装置。
-----精品文档------
故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡
【规律总结】 解决光敏电阻相关 的问题，要分两步走 (1)明确光敏电阻的阻值随光照如 何变化． (2)结合光敏电阻阻值的变化，利 用闭合电路的欧姆定律等相关运算， 解决光敏电阻对电路的影响．
-----精品文档------
变式训练 1.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的带电量增大 B．电压表的读数增大 -----精品文档------
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
-----精品文档------
例1
如图所示，R1、R2为定值电 阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻， 当照射光强度增大时( ) A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大