鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第5章 传感器及其应用第1节 常见传感器的工作原理获奖ppt课件

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第5章 传感器及其应用第1节 常见传感器的工作原理获奖ppt课件，共17页。PPT课件主要包含了课前预习，外界信息，可用输出信号，非电学，重点难点，光敏元件，热敏元件等内容，欢迎下载使用。
一、初识传感器1.传感器:能够感受 , 并将其按照一定的规律转换成 (主要是电信号)的器件或装置。2.传感器功能:传感器通常用在自动测量和自动控制系统中,担负着信息 和任务 ,把 量转化为 量。
二、敏感元件1.光敏元件(1)特点:光照越强,电阻 。(2)原因:光敏电阻的构成物质为半导体材料。当光照射到这些半导体物质上时,会激发半导体内部受束缚的电子,其电阻值就会发生改变。光照越强,被激发的电子数就 ,电阻值就 。
2.热敏元件(1)热敏电阻热敏电阻是利用半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性制成的。(2)两种热敏电阻:在工作温度范围内,电阻值随温度升高而 的是正温度系数(PTC)热敏电阻;电阻值随温度升高而 的是负温度系数(NTC)热敏电阻。3.磁敏元件(1)霍尔元件是根据半导体材料的霍尔效应制成的一种磁敏元件。(2)霍尔元件可将磁感应强度的测量转化为电压的测量。
【思考】为解决楼道里的照明问题,在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接。当楼道内有人走动而发出声响时,电灯即与电源接通而发光。(1)这种传感器是什么传感器?(2)它的输入信号是什么?(3)它的输出信号是什么?要点提示 (1)这种传感器是声电传感器;(2)它输入的是声信号;(3)输出的是电信号。
　　1.传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等,这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作。 2.传感器的工作原理如下所示:非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量画龙点睛 (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。
1.光敏电阻的导电特性:光敏电阻一般由半导体材料做成,当半导体材料受到光照时,会有更多的电子获得能量成为自由电子,于是导电性能明显增强。
2.光敏电阻特性验证实验设计(1)实验器材:光敏电阻、多用电表、导线、开关。(2)实验步骤①用多用电表欧姆挡两表笔与光敏电阻两端连接,测光敏电阻的阻值,如图所示;②手张开(或用黑纸)放在光敏电阻上,挡住部分光线,再测光敏电阻的阻值;③全部挡住光线,再测光敏电阻的阻值。(3)实验结论:光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大,而且阻值的变化是非线性的。
1.热敏电阻:指用半导体材料制成,电阻值随温度变化发生明显变化的电阻。如图线①所示为某热敏电阻的电阻—温度特性曲线。
2.金属热电阻:有些金属的电阻率随温度的升高而增大,如图线②所示,这样的电阻也可以制作温度传感器。热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量,但相比而言,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,而热敏电阻的灵敏度较好。
3.光敏电阻、热敏电阻特点对比
热敏电阻与金属热电阻的区别
例 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图,其中RT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RT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(　　)A.I变大、U变大B.I变小、U变小C.I变小、U变大D.I变大、U变小
解析 当RT处出现火情时,热敏电阻的阻值将减小,则此时电路中的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流增大,路端电压将减小,所以R1两端的电压增大,并联部分的电压减小,通过R2的电流I变小,所以显示器的电流I变小,报警器的电压U变小,故选B。
规律总结 含有热敏电阻的电路的动态分析顺序
霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的。霍尔元件是磁传感器,是实际生活中的重要元件之一。如图所示为长度一定的霍尔元件,在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I,现在空间加一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其中元件中的载流子为带负电的电荷。
(1)霍尔元件能够把磁学量转换为什么量?(2)左、右表面的电势哪个表面高?(3)如果用该元件测赤道处的磁场,保持平面呈水平状态有电压产生吗?(4)如果在霍尔元件中的电流大小不变,则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比吗?
要点提示 (1)霍尔元件能够把磁学量转换为电学量;(2)由于元件中的载流子为带负电的电荷,则负电荷的运动方向由F到E,由左手定则可知负电荷向左表面偏转,则右表面的电势高;(3)如果用该元件测赤道处的磁场,由于地磁场与水平面平行,因此如果霍尔元件的平面保持水平,则无电压产生;