1、,6.1传感器及其工作原理,演示实验： 小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁放到盒子上面，灯泡就发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。,原理：当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用！,一、传感器,1、定义：,传感器是把非电学量(如位移、速度、力、磁感应强度、温度、光、声等)按一定的规律转换为电学量(如电压、电流、电阻、电容等)的元器件.,2、工作原理：,非电学量,敏感元件,转换电路,电学量,传感器,3、特点（优点）：,易感知、易测量、易控制,各种传感器,温度传感器,火灾报警器,酒精测试仪,阅读教材52页的内容，思考问题： （1）光敏电阻的电阻率与什么有关？
2、（2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？ （3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？,二、敏感元件,1、光敏电阻,光敏传感器部件,电阻小,电阻大,光学量,电阻,生活中哪些地方用到光敏电阻,光敏电阻的工作原理,当光敏电阻受到光照时，光生电子空穴对增加，阻值减小，电流增大。,光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。,例1.如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ）A电压表的示数增大BR2中电流减小C小灯泡的功率增大D电路的路端电压增大,返回,ABC,例2.如图613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
3、此光电计数器的基本工作原理是 （ ） 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,2、热敏电阻,金属热电阻：,规律：电阻随温度的升高而增大。,热敏电阻：,规律：电阻随温度的升高而减小。,温度,电阻,生活中哪些地方用到热敏电阻?,例3、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.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 B.置入热水
4、中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻 D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻,AC,例4：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,B,解析：当R2处出现火情时，该处温度升高。 R2 为热
5、敏电阻，其阻值随温度升高而减小，由全电路的欧姆定律可知，路端电压减小，该电阻两端电压减小，故R3两端电压减小，所以电流表示数减小。即U减小，I减小。,提示：掌握各种元件的特性和闭合电路的动态分析是解题的关键,3、电容式传感器,（1）测定角度：,（2）测定液面高度h：,（3）测定压力F：,（4）测定位移x：,4、霍尔元件,N,M,F,B,E,I,UH,霍尔电压：,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。,磁感应强度,电压,例5传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电
6、源串联接成闭合电路，那么（ ） A当F向上压膜片电极时，电容将减小 B当F向上压膜片电极时，电容将增大 C若电流计有示数，则压力F发生变化 D若电流计有示数，则压力F不发生变化,BC,1、传感器：,2）原理：,2、敏感元件： （1）光敏电阻 （光电传感器） （2）热敏电阻 （温度传感器） （3）霍尔元件 （磁传感器） （4）电容器 （位移传感器）,非电学量,敏感元件,转换电路,电学量,非电学量 电学量,1）概念：,转换为,6.1 传感器及其工作原理 小结,设计题 ： 用如图示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路。要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭。可供选择的器材如下：光敏电阻、学生电
7、源、继电器、滑动变阻器、定值电阻、开关、导线。（如有需要可以自行添加所需器材）,如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当光照射到R3上的光强度增大时( ),A电压表的示数增大 BR2中电流减小 C小灯泡的功率增大 D电路的路端电压增大 【思路点拨】 光敏电阻有随着光照强度的增强而阻值减小的特征，由闭合电路欧姆定律及串并联的分压、分流原理对电路进行动态分析,【自主解答】 当照射光强度增大时，光敏电阻R3的阻值变小，R3与L串联后再与R2并联的总电阻值变小、干路中总电流变大，R1两端电压变大，A正确；R2两端电压减小，通过R2的电流减小，B正确；总电流变大，通过R2的减小，所
8、以通过小灯泡L的电流变大，灯泡变亮，功率增大，C正确因为干路中电流变大，内电压变大，路端电压变小，D错误故选ABC. 【答案】 ABC,变式训练1如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( ),AR3的电阻变小，a点电势高于b点电势 BR3的电阻变小，a点电势低于b点电势 CR3的电阻变大，a点电势高于b点电势 DR3的电阻变大，a点电势低于b点电势 解析：选A.光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，所以UR3减小，a点电势升高，即a点电势高于b点电势，A正确,在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控
9、制如图所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器当环境温度降低时( ),A电容器C的带电量增大 B电压表的读数增大 C电容器C两板间的电场强度减小 DR1消耗的功率增大,变式训练2如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间若往Rt上擦一些酒精，表针将向_(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向_(填“左”或“右”)移动,解析：若往Rt上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻Rt温度降低，电阻值增大，所以电流减小，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电
10、阻Rt温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏 答案：左 右,如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为Uk.式中的比例系数k称为霍尔系数设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v、电量为e，,变式训练3如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况以下说法中正确的是( ),A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大 B在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 C在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化,
