高二物理(人教版教科版通用)-傳感器課件

1、傳 感 器高二年級(jí) 物理人 類感覺(jué)器官聲音、溫度、光強(qiáng)大腦運(yùn)算、處理肌體動(dòng)作手、足等執(zhí)行任取電信號(hào)電信號(hào)傳感器計(jì)算機(jī)運(yùn)算、處理執(zhí)行器機(jī) 器 人電學(xué)量電學(xué)量一、什么是傳感器 傳感器是這樣一類元件：它能夠感受力、熱、聲、光等信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信息輸出的器件或裝置。二、幾種常見(jiàn)傳感器1.光敏電阻 硫化鎘的電阻率與所受光照強(qiáng)度有關(guān)。光照強(qiáng)度改變，光敏電阻的阻值發(fā)生變化。二、幾種常見(jiàn)傳感器1.光敏電阻實(shí)驗(yàn)探究：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化二、幾種常見(jiàn)傳感器1.光敏電阻實(shí)驗(yàn)探究：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的變化二、幾種常見(jiàn)傳感器1.光敏電阻光照情況遮蓋表面表面暴露手電燈光直射表面 電阻值結(jié)

2、論：光照強(qiáng)度增大，光敏電阻的阻值變小。240002400900二、幾種常見(jiàn)傳感器1.光敏電阻 光敏電阻阻值隨光照增強(qiáng)減小的原因：光照強(qiáng)度增大時(shí)，硫化鎘這種材料有更多的電子獲得能量，成為自由電子，載流子數(shù)目變多，光敏電阻導(dǎo)電性能變好。光信息電信息二、幾種常見(jiàn)傳感器2.熱敏電阻 用半導(dǎo)體材料制作而成的熱敏電阻，在溫度變化時(shí)，電阻值隨之變化。二、幾種常見(jiàn)傳感器實(shí)驗(yàn)探究：熱敏電阻的阻值隨溫度的變化2.熱敏電阻二、幾種常見(jiàn)傳感器2.熱敏電阻溫度/19.530.040.050.060.0電阻/8053403023溫度/70.080.090.095.0100.0電阻/19151099二、幾種常見(jiàn)傳感器2.熱

3、敏電阻TR結(jié)論：溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小。二、幾種常見(jiàn)傳感器2.熱敏電阻結(jié)論：溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值減小。溫度信息電信息二、幾種常見(jiàn)傳感器實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡伏安特性曲線二、幾種常見(jiàn)傳感器金屬熱電阻原因：電流增大，產(chǎn)熱增多，導(dǎo)致燈絲溫度升高，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。二、幾種常見(jiàn)傳感器溫度信息電信息二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：干簧管二、幾種常見(jiàn)傳感器磁信息電信息二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：霍爾元件二、幾種常見(jiàn)傳感器白色輸入藍(lán)色輸出3.磁敏元件：霍爾元件實(shí)驗(yàn)探究： 霍爾效應(yīng)二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：霍爾元件實(shí)驗(yàn)探究： 霍爾效應(yīng)二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：霍爾元件實(shí)驗(yàn)探究

4、： 霍爾效應(yīng)二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：霍爾元件EFNMIBvevEeBve=EeUH=BvlNSUH=El二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：霍爾元件EFNMIEevBveSNUH=Bvl二、幾種常見(jiàn)傳感器3.磁敏元件：霍爾元件UH=BvlI=nesvk霍爾系數(shù)，d為元件的厚度。磁信息電信息=neldv傳感器的應(yīng)用 1.如圖，甲為熱敏電阻的阻值-溫度圖像。圖乙，用此熱敏電阻和繼電器組成一個(gè)簡(jiǎn)單的，恒溫箱溫控電路。繼電器線圈的電阻為150，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈兒供電的電池，電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì).圖乙中的電源是恒溫箱加熱器的電源。傳感器的應(yīng)用 （

5、1）應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在AB端還是CD端？傳感器的應(yīng)用 （2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100，可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？傳感器的應(yīng)用 （3）為使恒溫箱保持在更高的溫度，可變電阻R的阻值應(yīng)增大還是減??？R應(yīng)增大傳感器的應(yīng)用 2.為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所，使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)。光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為L(zhǎng)x)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表：照度（Lx）0.20.40.60.81.01.2電阻（k）754028232018傳感器的應(yīng)用 （1）表格中數(shù)據(jù)說(shuō)明什么照度（Lx）0.2

6、0.40.60.81.01.2電阻（k）754028232018光照照度增強(qiáng)，光敏電阻的阻值減小。傳感器的應(yīng)用 （2）如圖所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2V時(shí)，控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路給1、2兩端提供電壓，要求：當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(Lx)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖。（不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響）傳感器的應(yīng)用 提供的器材如下：電源E(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻R1=10k，R2=20k,R3=40k（限選其中一個(gè)，在圖中畫出）；開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。照度（Lx）0.20.40.60.81.01.2電阻（k）754028232018傳感

7、器的應(yīng)用 3.如圖所示，是一個(gè)簡(jiǎn)單的磁控防盜報(bào)警裝置，門的上邊緣嵌入一小塊兒永磁鐵M。門框內(nèi)，與M相對(duì)的位置嵌入干簧管H，并且將干簧管接入圖示的電路。睡覺(jué)前連接好電路，當(dāng)盜賊開(kāi)門時(shí)，蜂鳴器就會(huì)叫起來(lái)。蜂鳴器兩端的直流電壓為4-6V時(shí)，會(huì)發(fā)出鳴叫聲。請(qǐng)說(shuō)明報(bào)警裝置的工作原理。傳感器的應(yīng)用 輸入端輸出端低電勢(shì)高電勢(shì)高電勢(shì)低電勢(shì)1.6V 0.25V0.8V 3.4V傳感器的應(yīng)用 4.霍爾元件是一種重要的磁傳感器，常應(yīng)用在與磁場(chǎng)有關(guān)的自動(dòng)控制和測(cè)量系統(tǒng)中。如圖甲所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的1、2間通入電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，當(dāng)霍爾電壓UH達(dá)到穩(wěn)定值后，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間

8、滿足關(guān)系式:其中比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)。傳感器的應(yīng)用 （1）已知元件的厚度為d，寬度為b，通入電流的大小為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電子電量為e，單位體積內(nèi)電子的個(gè)數(shù)為n，測(cè)量霍爾電壓為UH，推導(dǎo)霍爾系數(shù)的表達(dá)式； 12IBvevEeBve=EeUH=BvbUH=EbI=nesv=nebdv傳感器的應(yīng)用 （2）霍爾元件一般采用半導(dǎo)體材料制成。目前廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料分為兩大類：一類是“空穴”（相當(dāng)于帶正電的粒子）導(dǎo)電的P型半導(dǎo)體，另一類是電子導(dǎo)電的N型半導(dǎo)體。圖甲中所示的半導(dǎo)體薄片，請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明如何判斷薄片是哪類半導(dǎo)體？12BvevI傳感器的應(yīng)用 （2）霍爾元件一般采用半導(dǎo)體材料制成。目前廣泛應(yīng)用的半導(dǎo)體材料分為兩大類：一類是“空穴”（相當(dāng)于帶正電的粒子）導(dǎo)電的P型半導(dǎo)體，另一類是電子導(dǎo)電的N型半導(dǎo)體。圖甲中所示的半導(dǎo)體薄片，請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明如何判斷薄片是哪類半導(dǎo)體？12BvevI傳感器的應(yīng)用 （3）圖乙是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地安裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反?；魻栐糜诒粶y(cè)圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信