5.2 传感器的工作原理及应用-2021-2022学年高二物理轻松备课课件（人教版2019选择性必修第二册）

复习：传感器是什么？ 能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的仪器。 第2节 常见传感器的工作原理及应用 温度传感器 光传感器 火警报警器 力传感器 常见传感器 什么材料对这些信号敏感呢？ 第2节 常见传感器的工作原理及应用 硫化镉 光敏电阻 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 1.材料：硫化镉 光信号转化为电信号 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 2.结论：光强，电阻小 光弱，电阻大 3.作用： 例1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（ ） A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 A R1 R2 信号处理系统 BD 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 例2：如图所示,R1、R2为定值电阻,L是小灯泡,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 ABC 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 二、热敏电阻： 1.材料： 金属导体 电阻率随温度的升高而增大。 半 导 体 电阻率随温度的升高而降低。 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 二、热敏电阻： 1.材料： 金属导体 电阻率随温度的升高而增大。 半 导 体 电阻率随温度的升高而降低。 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 二、热敏电阻： 1.材料： 金属导体 电阻率随温度的升高而增大。 半 导 体 电阻率随温度的升高而降低。 半导体材料对温度更敏感。 空穴 自由电子 Si Si Si Si Si Si Si Si Si 温度提高，一些电子挣脱原子核的束缚变为自由电子。 为什么半导体材料对温度更敏感？ 而电子原来的位置就变为空穴，这些空穴相当于带正电荷的粒子 一旦半导体接进电路，形成电场，自由电子沿着空穴前进，相当于正负电荷都在移动形成电流 温度越高，挣脱的自由电子就越多，导电能力越强。 E 金属电阻 （2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数 （1）材料：用金属做成 R T O 金属R-T关系示意图 增大 热敏电阻 (1)材料：半导体 (2)特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____，具有负温度系数 减小 R T 0 热敏R-T关系示意图 半导体材料对温度更敏感 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 二、热敏电阻： 1.材料： 金属导体 电阻率随温度的升高而增大。 半 导 体 电阻率随温度的升高而降低。 热信号转化为电信号 2.作用： 例3：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2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 B 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 二、热敏电阻： 三、力敏电阻： 1.材料： 金属导体 形状改变从而电阻改变 半 导 体 半导体材料的压阻效应。 一、光敏电阻： 第2节 常见传感器的工作原理及应用 二、热敏电阻： 三、力敏电阻： 1.材料： 金属导体 形状改变从而电阻改变 半 导 体 半导体材料的压阻效应。 2.应用：电子秤 压力传感器 磅体 接线管 仪表盘 车辆过磅器 除了改变l和s，能改变电阻值外，如果环境温度发生变化，也会影响到阻值。 b d B I 例4.有电流 I 流过长方体金属块，金属块高度为d，宽为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场由前向后穿过金属，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？ - - - f洛 f洛 f洛 qE qE qE 答：下表面电势高 V 磁场穿过导体的厚度 1.材料：半导体(如砷化铟) 2.霍尔电压: 将B转化为U 四、磁敏电阻： 霍尔元件 3.作用: 思考：能将物体的微小位移也转化为电压信号吗？ 五、电容传感器： （1） （2） （3） （4） 定片 动片 θ 电介质 金属芯线 导电液体 待测压力F 固定电极 可动电极 x 极板 极板 电介质 力学量 电学量 测量 的传