5.1-5.2认识传感器常见传感器的工作原理及应用ppt课件（含视频素材）-（2019） 新人教版高中物理选择性必修二.rar

认识传感器认识传感器及及常见传感器的工作原理及应用常见传感器的工作原理及应用 选择性必修二第五章第选择性必修二第五章第1节节和和第第2节：节：2020年11月24日4时30分，探月工程嫦娥五号探测器发射成功，开启我国首次地外天体采样返回之旅。 播放生活中自动控制(光控门 洗手、防盗)机器人足球赛机器人分装邮政包裹“机器人”能像人那样感受和处理外界信息。人体对外界信息的感觉可分为哪几种？分别由什么器官承担？外界信息人体感觉 感觉器官 视觉眼睛 听觉耳朵 味觉舌头 嗅觉鼻子触觉皮肤“机器人”能像人那样感受外界信息的“器官”是什么呢？光声味气味力、温度演示实验1 磁传感器磁电路的通断一、认识传感器演示实验2声声传感器电信号演示实验3光光传感器电信号磁 感受转换声非电学量电学量电路的通断 电信号光电信号传感器磁传感器声传感器光传感器联系生活，有哪些电子设备中有传感器？由什么量转换为电学量？电饭锅、电冰箱温度电子秤力话筒声自动干手机湿度自动验血仪化学成分如何给传感器一个定义？传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电容等_; 非电学量电学量或转换为电路的通断。传感器定义：传感器功能：转换感受？根据与学科关系分类：物理传感器、化学传感器、生物传感器传感器分类：根据工作原理分类：电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式。光敏电阻实物图1、光敏电阻二、常见传感器的工作原理及应用光照情况 电阻值的情况较暗光环境电阻较小电阻较大强光环境随着光照强度的增大电阻值减小。一般为半导体。如：硫化镉半导体靠其中的载流子（自由电子和空穴）来导电。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；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。功能：光敏电阻能够把 这个光学量 转换为 这个电学量1）特性：2）材料：3）半导体的导电原理：4)应用举例：光电计数器光照强弱电 阻例例1 1、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中其中R R1 1为光敏电阻，为光敏电阻，R R2 2为定值电阻此光电计数为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是（器的基本工作原理是（ ）A A当有光照射当有光照射 R R1 1时，信号处理系统获得高电压时，信号处理系统获得高电压B B当有光照射当有光照射R R1 1时，信号处理系统获得低电压时，信号处理系统获得低电压C C信号处理系统每获得一次低电压就记数一次信号处理系统每获得一次低电压就记数一次D D信号处理系统每获得一次高电压就记数一次信号处理系统每获得一次高电压就记数一次AC2、金属热电阻 2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而_。1）材料：金属热电阻是用金属做成的RTO金属热电阻R-T关系示意图增大3、热敏电阻热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_。热敏电阻R-T关系示意图 1）材料：半导体RTo减小 2）特性：热 敏电阻的阻值会随着温度的升高而_减小（）不同点：都能够把 温度这个热学量 转换成为电阻这个电学量金属热电阻化学稳定性好、测温范围大、但是灵敏度差。4）金属热电阻和热敏电阻的应用举例：电阻温度计、报警器等。金属热电阻的阻值会随着温度的升高而_增大热 敏电阻化学稳定性差、测温范围小、但是灵敏度好。（2）相同点:3）比较金属热电阻和热敏电阻RTO R-T关系示意图1.金属导线； 2.热敏电阻 ； 例2 测温仪 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 R1R2R3AabErB4、霍尔元件（1）材料：半导体 如：砷化铟（2）工作原理图（3）霍尔电压: d薄片厚度K霍尔系数其大小与元件的材料有关。霍尔元件能够把_这个磁学量转换为_这个电学量磁感应强度电压猜想可能有什么元件？1、传感器的概念：小结：2、传感器的工作原理：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）霍尔元件 （磁传感器）非电学量敏感元件转换电路电学量非电学量 电学量模拟量：电压、电流、电阻等开关量：电路的通断感受转换（输入）（输出）实用价值： 方便地进行测量、传输、处理和控制开拓视野1 干簧管磁传感器磁信号NS电路的通断例4 、请同学们设计一个由光敏电阻、干簧管、线圈和电动机等电器元件组成的光控车库大门装置的电路图，并说出其工作原理.开拓视野2 电容式位移传感器电容式位移传感器能够把物体_这个力学量转换为_这个电学量位移电容电容式位移传感器示意图被测物体x电容器极板电介质板法1:数字式电容表法2:电容变化，容抗变化如何检测电容的变化？电容式角度传感器？电容式压力传感器？讨论：应用传感器知识尝试设计与创新1、设计一个音乐礼品盒，要求： 打开盒盖时，音乐响；合上盒盖时，音乐不响2、实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。设计要求：温度过高，发生警报3、其他提高生活质量或工作效率的奇妙设计。课后作业课后作业 1 1观察与思考：日常生活中哪些地方用观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？哪些设传感器，它们的工作原理如何？哪些设备需要传感器以改变其性能？备需要传感器以改变其性能？ 2 2教材教材100100页练习页练习1 1、2 2、3 3返回载流子E返回NMFBEIUH返回霍尔电压的公式霍尔电压的公式 设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电流方向导体板的横向宽度为a，厚度为d，则电流的微观表达式为 载流子在磁场中受到的洛伦兹力 当达到稳定状态时，载流子受到的洛伦兹力与电场力平衡，即 由 式得式中的nq与导体的材料有关，对于确定的导体，nq是常数。令 ，返回则式可写为