5.2 常见传感器的工作原理及应用 课件-2021-2022学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修二

横县百合完全中学：韦衍虎 18276143537 5.2常见传感器的工作原理及应用 问题导入 我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们转换为与之有确定对应关系的电学量输出。那么，常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢?利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢? 一、光敏电阻 把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极。 1.光敏电阻的制作 硫化镉 有光，电阻率小 无光、电阻率大 2.光敏电阻的特性与原理 实 验 （1）光敏电阻在暗环境下电阻值很大，随着光强的变化阻值不断减小，强光照射下电阻值很小; 观察光敏电阻特性 结论： （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.光敏电阻的应用 ——计数器 A是发光仪器 B是接收光信号的仪器 无物品、光照、电阻小、电压低 有物品、挡光、电阻大、电压高 这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能。 二、金属热电阻和热敏电阻 金属的电阻率随温度的升高而增大 电阻温度计 把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 1.原理与特性 观察热敏电阻特性 实 验 ——油位报警装置 2.应用 油位高→电阻大→灯不亮 油位低→电阻小→灯亮 报警 三、电阻应变片 拉力→L变长→S变小→电阻变大 压力→L变短→S变大→电阻变小 金属的电阻应变效应 能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量。 1.原理与特性 金属梁 应变片 应变片 F 2.应用——电子秤 在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小。力F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。 应变片是把形变这个力学量转换为电压这个电学量。 电容式传感器 电容式位移传感器能够把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量 拓展学习 霍尔元件 洛伦兹力等于电场力： 电流微观表达式： 联立得： 令 课堂练习 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 电阻应变片 光敏电阻 输入的物理量 输出的物理量 热敏电阻 金属热电阻 电容式位移传感器 光 电阻 温度 电阻 温度 电阻 位移 电容 力