2018年秋高中物理选修3-2沪科版课件：4.1-4.2 传感器的原理 探究热敏电阻的温度特性曲线(共30张PPT)

第4章　传感器与现代社会 4.1　传感器的原理 4.2　探究热敏电阻的温度特性曲线 学习目标 思维脉络 1.知道什么是传感器;理解传感器的工作原理。 2.了解光敏电阻、热敏电阻和金属电阻的特性及其制作传感器原件的工作原理。 3.通过实验的方式获得对传感器的感性认识,会探究热敏电阻的温度特性曲线。 一 二 三 四 一、什么是传感器 传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息,并将被测量的非电学量转换成电学量的装置。它一般包括敏感元件与转换电路,如图所示。 一 二 三 四 二、探究传感器的原理 1.研究光敏电阻的导电特性:光敏电阻是利用阻值随光照强度的变化而变化的材料制成的,一般具有这种特性的是半导体材料,有的半导体材料在光照的情况下会产生电压,可制成光电池。 光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。 2.热敏电阻:由半导体材料制成,有两种热敏电阻,一种是负温度系数的,它的电阻随温度的升高而减小,像NTC热敏电阻;另一种是正温度系数的,它的电阻随温度的升高而增大,像PTC热敏电阻。 一 二 三 四 三、传感器的类型 1.根据检测量划分的三类传感器 (1)物理传感器 ①敏感元件:被测物理量变化时,敏感元件的电学量(如电阻、电压、电容等)会发生明显变化。 ②工作原理:利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关的信息。 ③实例:如电容传感器、电感传感器、光电传感器、压电传感器等。 (2)化学传感器 ①敏感元件:敏感元件能把物质的成分、深度等化学量转换为电学量。 ②工作原理:利用化学反应识别和检测信息。 ③实例:如气敏传感器、湿敏传感器等。 (3)生物传感器 ①工作原理:利用生物体组织的各种生物、化学与物理效应识别和检测信息。 ②实例:如免疫传感器、抗原抗体传感器、酶传感器等。 一 二 三 四 2.三类传感器的异同 (1)相同点:都能将感受到的非电学量信息转换成电学量,都是利用敏感元件的某种敏感效应制成的。 (2)不同点:三类传感器的工作原理不同,所利用的敏感元件的敏感效应不同。能够检测的检测量不同。 生物传感器与物理传感器和化学传感器的最大区别在于生物传感器的感受器中含有生命物质。 一 二 三 四 3.常见的传感器及其工作原理 传感器 输入量 输出量 工作原理 硅光电池 光 电压 光电效应 光电二极管 光 电压 光电效应