5.2 常见传感器的工作原理及应用 课件（共20张PPT）

(共20张PPT)
常见传感器的工作原理及应用
生活中的传感器
烟雾报警器
干湿度传感器
红外传感器
酒精气体测试仪
养鸡场里的孵化器
传感器的一般应用模式
被测量
电
信
号
敏感元件
转换元件
信号调整
转换电路
声音、光线、温度…
传感器基本部分
执行机构
计算机系统
显示器（指针式电表或数字屏）
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？
利用不同的敏感性元件制成的传感器又有哪些应用呢？
探究一：光敏电阻
制作光敏电阻的材料
一般为半导体。
如：硫化镉。
探究一：光敏电阻
1.特点：光照越强，电阻越小。
2.原因：光敏电阻的构成物质为硫化镉是半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
3.作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
探究一：光敏电阻
无物品、有光照、电阻小
有物品、挡光、电阻大
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。
——计数器
光敏电阻的应用
探究一：光敏电阻
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
BD
金属导体电阻率会随着温度的升高而增大。
用金属丝可以制作温度传感器，
称为金属热电阻。
探究二：金属热电阻和热敏电阻
金属导体的电阻随温度的升高而增大，如白炽灯钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大。
金属热电阻
常用的一种热电阻是用铂制作的，
可用来做电阻温度计。
金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。
铂
热
电
阻
探究二：金属热电阻和热敏电阻
家里的微波炉使用的传感器是这种热电阻吗？为什么呢？
热敏电阻
探究二：金属热电阻和热敏电阻
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减小，
具有负温度系数。
3.作用：热敏电阻能够把温度这个热学量转换成为
电阻这个电学量。
探究二：金属热电阻和热敏电阻
——低油位报警装置
热敏电阻的应用
油位高→电阻大→灯不亮
油位低→电阻小→灯亮
通过判断热敏电阻的阻值变化，就可以知道液面是否低于设定值。
例2. 图示是观察阻值随温度变化情况的示意图。
现在把杯中的水由冷水变为热水,下列关于欧姆表示数的变化情况正确的是( )
探究二：金属热电阻和热敏电阻
A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显
D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显
C
探究三：电阻应变片
①金属电阻应变片
②半导体电阻应变片
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
当单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称为压阻效应。
应变片是把形变这个力学量转换为电阻这个电学量。
探究三：电阻应变片
你能试着说一下电子秤的工作原理吗？
——电子秤
应变片的应用
应变片
金属梁
应变片是把形变这个力学量转换为电压差这个电学量。
热敏电阻
光敏电阻
电阻应变片
电容器的电容：
电容式传感器
电容器极板
x
电容式位移传感器把力学量（位移）转换为电学量（电容）。
被测物体
电介质板
（1）测定角度
定片
动片
（2）测定液面高度h
导电液体
金属芯段
电介质
（3）测定压力
固定电极
待测压力
可移动电极
电容式传感器
传感器
未来中国最需要发展哪些科技？
芯片，5G、6G通信技术，人工智能，自动驾驶……
课后作业
①阅读课本第99页的内容了解另外一种磁传感器，霍尔元件，了解它的工作原理。
②课后通过查询资料或者向身边的内行人请教，了解我们生活中都在哪些方面使用了哪些传感器以及它们的工作原理，写成文字稿，下节课进行交流。