第五章 传感器（图文版知识清单）物理人教版选择性必修第二册

认识传感器-知识清单 一、 神奇的传感器 1.生活中的传感器实例 ①楼道灯自动开启 ②自动门 ③便携式酒精检测仪 楼道灯安装“声控光控”开关， 装有红外线传感器，检测 装有乙醇传惑器，感知呼出 感知环境明暗和声音强弱，仅 人体向外辐射的红外线， 气体中的乙醇浓度并显示。 当亮度低于某一数值且声强高 发出自动门启动命令。 于某一数值时接通，灯亮。 2.传感器 概念 能够感受外界信息（力、温度、光、声、化学成分等被测量），并按规 律转换为便于传送和处理的可用信号输出的器件或装置。 作用 将非电学量转换为电学量（通常为电压、电流或电路通断）。 优点方便测量、传输、 处理和控制。 二、传感器的种类 1.物理传感器 2.化学传感器 3.生物传感器 利用物质的物理特性或物 利用电化学反应原理，把无 利用生物活性物质的选择性 理效应制作，如力传感器、 机或有机化学物质的成分、 识别和测定生物化学物质， 磁传惑器、声传感器等。 浓度转换为电信号，如高子 如酶传感器、微生物传感 传感器、气体传感器等。 器、细胞传感器等。 各类传感器 在传感器世界中，以物理原理为基础制作 的传感器种类最多，应用领域最广泛。 一部普通智能手机安装十几种传感器，能感 受声音、图像、压力、磁场、加速度等信息。 智能手机中的部分传感器 传感器的组成与应用模式-知识清单 传感器的组成与应用模式 1.传感器的组成 2.传感器的应用模式 信号 电信号 传感器应用的一般模式： 被测 敏感 转换 非电学量 元件 元件 控制 系统 敏感元件：直接感受或响应外界被测非电学 量，输出与被测的量有确定关系 的信号。 输出电信号 远距离传送需转换为其 转换元件：将敏感元件输出的信号直接转换 一般较弱 他电佶号抵御外界干扰 为电信号。 ①执行机构：驱动继电器或其 基本部分一般由敏感元件和转换元件组成。 他元件，执行打开管道阀门、 开通/关闭电动机等动作。 【特别提醒】 ②显示器（指针式电表或数字 0.00 说明：并非所有传感器都能明显区分敏感 屏)：显示测量数据。 元件和转换元件，有些可两者合一。 ③计算机系统：处理数据，发 (如热电偶、压电晶体)。 出更复杂的指令。 常见传感器的工作原理及应用 光敏电阻 特点 阻值 极大 被光照射时电阻变化， 光照增强时电阻减小， 极小 光照减弱时电阻增大。 ▣ 硫化镉半导体材料 无光服光照增强 原理： 作用：将光照强弱转换为电阻。 无光照时载流子极少， 应用： 导电性能差；光照增强 0→ →0→ 时载流子增多，导电性 变好。 光电计数环境照明控制交通管理等 常见传感器的工作原理及应用-知识清单 金属热电阻和热敏电阻 1.金属热电阻特点 ★（温度使金属电阻变化） 2.热敏电阻特点 ●PTC电阻：电阻值随温度上升而增加 ●NTC电阻：电阻值随温度上升而减小 PTC NTC 3.作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量 4.应用 电阻应变片 1.分类（金属和半导体） 2.金属电阻应变片 金属电阻应变效应：（外力使金属机械形变时电阻变化） 3.半导体电阻应变片 (单晶半导体沿某轴向受外力时电阻率变化) 4.作用将物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量 5.应用称重系统、载荷测试、机械设备状态监测等 ★例如：应变式力传感器 金属电阻应变片 电阻变化 压阻应变片 四、小结 ●光敏电阻、热敏电阻、电阻应变片是电阻式传感器 ●物理量变化引起电容的变化，形成电容化传感器