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第一节 传感器及其工作原理
一 、传感器简介
1、什么是传感器
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、电流等_______,或转换为电路的通断。
电学量
非电学量
2、分类
它一般可分为光敏、热敏、声音(话筒)、力学、电磁、生物等 类元件。
二、制作传感器的常用元器件
A
光敏电阻实物图
光敏电阻
B
(1)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。一般随着光照强度的增大电阻值______。
(2)材料:制作光敏电阻的材料一般为半导体。如:硫化镉
光敏电阻能够把光照强弱这个___________转换为电阻这个电学量
请同学们思考,光敏电阻可以用在哪些地方?
(3)半导体的导电原理:半导体靠其中的________(自由电子和空穴)来导电
减小
载流子
光学量
2、热敏电阻
热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____,具有负温度系数
热敏电阻R-T关系示意图
(1)材料:半导体
R
T
o
减小
(2)特性:
请同学们思考,热敏电阻可以用在哪些地方?
3、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______,具有正温度系数
(1)材料:金属热电阻是用金属做成的
R
T
O
金属热电阻R-T关系示意图
热敏电阻和金属热电阻能够把 _____这个热学量转换成为电阻这个电学量
增大
温度
4、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
5、霍尔元件
(1)材料:半导体 如:砷化铟
(2)工作原理图
N
M
F
B
E
I
UH
霍尔元件工作原理图
(3)霍尔电压:
K为比例系数,称为霍尔系数其大小与元件的材料有关。
一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH 的变化就与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。
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
三、例题
例1、 有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中A、B两点后,用黑纸包住元件置入热水中,观察欧姆表的示数,下列说法正确的是( )
A
B
,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是热敏电阻
,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻
,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻
,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻
AC