5.1 认识传感器 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2024/12/25 1 物理组 人教版物理选择性必修二第五章《传感器》 第1节 认识传感器 高二物理组 邱鹏 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 2 物理组 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 3 物理组 干簧管 干簧管是一种能感知磁场的传感器，它利用磁场来控制电路的通断。 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 4 物理组 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 5 物理组 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 6 物理组 2、工作原理： 1、概念： 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成份等非电学量，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。 3、意义： 便于测量、传输、处理和控制。 传感器 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 7 物理组 4、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 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 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 8 物理组 光敏电阻 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。 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 9 物理组 光敏电阻的工作原理 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。 硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好。 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 10 物理组 ①热敏电阻 特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而减小，具有负温度系数 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 11 物理组 ②金属热电阻 特性：金属的阻值会随着温度的升高而增大 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 12 物理组 （1）热敏电阻与金属热电阻的阻值与温度的变化关系是否相同？ （2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？ （3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？ 不相同 金属热电阻的阻值随温度升高而 。 热敏电阻的阻值随温度升高而 。 热敏电阻灵敏度高,但化学稳定性较差,测量 ;金属热电阻的化学稳定性较好,测量 ,但灵敏度较差。 将 这个热学量转化为 这个电学量。 减小 增加 范围较小 范围较大 温度 电阻 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 13 物理组 常见的电容式传感器： ①测定位移 ②测定压力 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 14 物理组 定片 动片 θ 电介质 金属芯线 导电液体 常见的电容式传感器： ③测定角度θ ④测定液面深度h 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 15 物理组 霍尔元件 在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片上，制作四个电极E、F、M、N就成为一个霍尔元件。 原理：霍尔效应 霍尔电压UH： d——薄片的厚度 k——霍尔系数 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 16 物理组 3、敏感元件： （1）光敏电阻 （光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器） （3）电容式传感器 （位移、力、角度、深度传感器） （4）霍尔元件 （磁传感器） 转换电路 电学量 1、传感器的概念 2、传感器的作用： 非电学量 敏感元件 转换器件 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 17 物理组 练习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 AC 山东省聊城市水城中学 2024/12/25 18 物理组 练习2：有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ） A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示 数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻 AC 山东省聊城市水城中学 Lavf58.12.100 Lavf57.71.100 Lavf57.71.100 $$