5.2常見傳感器的工作原理及應用教師：日期：

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日問題導入我們知道，傳感器可以感受光強、溫度、力、磁等非電學量，并把它們轉換為與之有確定對應關系的電學量輸出。那么，常見的傳感器是怎樣感知非電學量，并將其轉換為電學量的呢?利用不同的敏感元件制成的各種傳感器又有哪些應用呢?溫度傳感器光傳感器火警報警器力傳感器常見傳感器什么材料對這些信號敏感呢？光敏電阻的制作：把硫化鎘涂敷在絕緣板上，在其表面再用銀漿涂敷兩個互不相連的柵狀電極。硫化鎘光強——電阻率小光弱——電阻率大光敏電阻一、光敏電阻R光照O特性：對光敏感。無光照時，載流子極少，導電性能差；隨著光照的增強，載流子增多，導電性變好。材料：硫化鎘（半導體材料）光照強弱電阻（電學量）光敏電阻光電傳感器【實驗原理】光敏電阻的阻值會隨著光照強度的增加而不斷減小，用歐姆表連接電阻，用不同強度的光照射電阻，通過觀察歐姆表的示數變化，來研究光敏電阻與光強的關系。【實驗器材】光敏電阻、多用電表、導線、電源。實驗：觀察光敏電阻特性結論：（1）光敏電阻在暗環境下電阻值很大，隨著光強的增加阻值不斷減小，強光照射下電阻值很小;（2）光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量。光敏電阻工作原理：光照增強半導體材料中的載流子（自由電子和空穴）濃度增加材料的電阻率減小1、如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．此光電計數器的基本工作原理是（

）A．當有光照射R1時，信號處理系統獲得高電壓B．當有光照射R1時，信號處理系統獲得低電壓C．信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次D．信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次AR1R2信號處理系統BD你能行！！光敏電阻應用：光電計數無物品、光照、電阻小、電壓低有物品、擋光、電阻大、電壓高2、如圖所示,R1、R2為定值電阻,L是小燈泡,R3為光敏電阻,當照射光強度增大時,（

）

A．電壓表的示數增大

B．R2中電流減小

C．小燈泡的功率增大

D．電路的路端電壓增大ABC你能行！！光敏電阻光照放大器MNN被控電路3、光控繼電器的工作原理是:當照射光敏電阻時,(1)光敏電阻的阻值

(變大或變小)；(2)被控電路

(填“接通”或“斷開”)。光控設備電源變小接通你能行！！1、金屬熱電阻特性：電阻率隨溫度的升高而增大。2、熱敏電阻特性：電阻率隨溫度的升高而減小。優缺點：

熱敏電阻靈敏度高（半導體材料對溫度更敏感），但化學穩定性較差，測量范圍較小；金屬熱電阻的化學穩定性較好，測量范圍較大，但靈敏度較差。常用的一種熱電阻是用鉑制作的，可用來做電阻溫度計。二、金屬熱電阻和熱敏電阻（1）金屬熱電阻RTo

（2）熱敏電阻RTo溫度電阻金屬熱電阻和熱敏電阻溫度傳感器實驗現象熱敏電阻放溫水后，電流表讀數明顯增大，溫度升高，熱敏電阻的阻值顯

著減小。實驗結論二、金屬熱電阻和熱敏電阻實驗：觀察熱敏電阻特性站立式討論：為什么半導體材料對溫度更敏感？空穴自由電子SiSiSiSiSiSiSiSiSi

溫度提高，一些電子掙脫原子核的束縛變為自由電子。

而電子原來的位置就變為空穴，這些空穴相當于帶正電荷的粒子

一旦半導體接進電路，形成電場，自由電子沿著空穴前進，相當于正負電荷都在移動形成電流

溫度越高，掙脫的自由電子就越多，導電能力越強。

E站立式討論：為什么半導體材料對溫度更敏感？

當液面高于熱敏電阻的高度時，熱敏電阻發出的熱量會被液體帶走，溫度基本不變，阻值較大，指示燈不亮。給熱敏電阻通以一定的電流，熱敏電阻會發熱。當液體減少、熱敏電阻露出液面時，發熱導致它的溫度上升、阻值較小，指示燈亮。通過判斷熱敏電阻的阻值變化，就可以知道液面是否低于設定值。油位高→電阻大→燈不亮油位低→電阻小→燈亮液位報警示意圖熱敏電阻的應用—低油位報警裝置4、如圖是一火警報警的一部分電路示意圖。其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器。當傳感器R2所在處出現火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是（）A.

I變大，U變大B.

I變小，U變小C.

I變小，U變大D.

I變大，U變小B你能行！！電阻受力電阻應變片變化電阻值長度橫截面積拉力壓力變小變大變大變小變長變短材料：金屬

力（形變）電阻電阻應變片力傳感器特性：金屬的電阻應變效應三、電阻應變片（應變式力傳感器）應用：應變式力傳感器兩個應變片發生形變電阻R變化

U1U2力F三、電阻應變片（應變式力傳感器）結構：彼此絕緣且靠得

很近的兩塊極板

電容電容器電容式傳感器位移高度壓力角度改變S改變S改變S改變d四、電容式傳感器1、測量

的傳感器角度θ2、測量

的傳感器液面高度h3、測量

的傳感器壓力F4、測量

的傳感器位移X拓展學習五、霍爾元件洛倫茲力等于電場力：電流微觀表達式：聯立得：令傳感器感受非電學量，轉換為電學量，方便測量、傳輸、處理和控制；機器人代替人類，完成繁重、危險的工作，檢測五官感知不到的信息。課后延伸課堂小結1.光敏電阻（光傳感器）

光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量。2.熱敏電阻和金屬熱電阻（溫度傳感器）

熱敏電阻或金屬熱電阻：把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量。