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文檔簡介
列舉生活中的一些自動控制實例,
遙控器控制電視開關(guān)日光控制路燈的開關(guān)聲音強弱控制走廊照明燈開關(guān)等自動門等安檢門第六章傳感器一、什么是傳感器(1)什么是傳感器?(以干簧管為例引入)干簧管可以控制燈的熄滅磁感應(yīng)強度的變化簧片的磁化和去磁電路的通斷干簧繼電器的應(yīng)用事例:實驗電源的過載保護(無需保險絲)能夠感受非電學(xué)量并將它按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的一類元件或組件。干簧管能夠感受非電學(xué)量并將它按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的一類元件或組件。傳感器是指這樣一類元件:它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。傳感器的定義:非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量(3)傳感器的工作原理
(4)、常見制作傳感器的元件干簧管:是一種能夠感知磁場的傳感器(1)光敏電阻的電阻率與光照強度有關(guān)。(2)光敏電阻受到光照時電阻會變小。硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料,無光照時,載流子極少,導(dǎo)電性能不好;隨著光照增強,載流子增多,導(dǎo)電性能變好。(3)光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量。(4)隨著光照強度的增加,多用表的指針偏角逐漸變大。光敏電阻工作原理:光照增強半導(dǎo)體材料中的載流子(自由電子和空穴)濃度增加材料的電阻率減小三.熱敏電阻和金屬熱電阻根據(jù)演示實驗并結(jié)合教材54頁有關(guān)內(nèi)容,思考問題:(1)金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系是否相同?(2)熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點?(3)熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量?(4)隨著熱水倒入多少的不同,歐姆表有何變化?演示實驗:將熱敏電阻和多用表的歐姆檔相連,把熱敏電阻放到剩水的杯中,向杯里倒入熱水,(1)金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系不相同。金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變好(2)熱敏電阻靈敏度高,但化學(xué)穩(wěn)定性較差,測量范圍較?。唤饘贌犭娮璧幕瘜W(xué)穩(wěn)定性較好,測量范圍較大,但靈敏度較差。(3)熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)囟冗@個熱學(xué)量轉(zhuǎn)化電阻量這個電學(xué)量。(4)隨著水溫升高,多用表的指針偏角逐漸變大熱敏電阻和金屬熱電阻的溫度曲線。四.霍爾元件一個確定的霍爾元件的d、k、為定值,再保持I不變,則UH的變化就與B成正比。這樣,霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學(xué)量。推導(dǎo)霍爾電壓的公式
設(shè)載流子的電荷量為q,沿電流方向定向運動的平均速率為v,單位體積內(nèi)自由移動的載流子數(shù)為n,垂直電流方向?qū)w板的橫向?qū)挾葹閍,則電流的微觀表達式為①載流子在磁場中受到的洛倫茲力載流子在洛倫茲力作用下側(cè)移,兩個側(cè)面出現(xiàn)電勢差載流子受到的電場力為當(dāng)達到穩(wěn)定狀態(tài)時,洛倫茲力與電場力平衡,即②由①②式得③
式中的nq與導(dǎo)體的材料有關(guān),對于確定的導(dǎo)體,nq是常數(shù)。令則上式可寫為④
小結(jié)1.制作傳感器需要的敏感元件有光敏電阻、熱敏電阻與金屬熱電阻、霍爾元件等。2.光敏電阻的阻值隨光的強度增大而減小。光敏電阻將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量。3.熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減??;金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量。4.霍爾元件的霍爾電壓公式為:霍爾元件把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電壓這個電學(xué)量。5.電容式傳感器能夠把位移這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量例2、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件,將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點后,用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中,觀察歐姆表的示數(shù),下列說法中正確的是()A.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是熱敏電阻B.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)不變化,這只元件一定是定值電阻C.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是光敏電阻D.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)相同,這只元件一定是定值電阻
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