常见传感器的工作原理

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1、第5章传感器及其应用课标领航本章以生活中常见的传感器入手，以对传感器的认识过程为主线，以转换思想为理论依据，深入研究了传感器的原理、应用以及自动控制电路的设计，重点是对传感器认识过程、传感器的原理的理解及其在各领域的广泛应用，学会由非电学量转换为电学量的转换思想，掌握传感器和自动控制电路的工作过程，会用传感器和转换思想设计简单的自控装置．课程标准对本章的要求是：1．知道非电学量转换成电学量的技术意义．2．通过实验，知道常见传感器的工作原理．3．列举传感器在生活和生产中的应用．本章重点：传感器的基本原理及其在日常生活和生产中的应用．本章难点：光电传

2、感器、温度传感器的工作原理，运用有关的物理知识解释生活中的实际问题．本章知识与我们的生活息息相关，在学习过程中既要熟记各种敏感元件的特性，又要结合实例认真体会传感器在实际中的应用，努力培养自己理论联系实际的能力和动手能力，同时，注意观察身边应用传感器的装置或仪器，并通过查资料或上网了解它们的工作原理，培养自己的观察能力和自学能力．第1节揭开传感器的“面纱”第2节常见传感器的工作原理课标定位学习目标：1.知道什么是传感器．2．了解传感器的分类情况．3．知道光电传感器的原理，了解光电传感器在生活中的应用．4．知道温度传感器的原理，了解温度传感器在生活

3、中的应用．重点难点：1.传感器的基本原理及其构造，光敏电阻和热敏电阻的特性．2．设计制作简易温度报警器．易错问题：1.对传感器电路的工作原理及敏感元件的特点分析不到位．2．错误的认为热敏电阻的阻值随温度的升高而减小．一、什么是传感器麦克风能把信号转变成电信号；电子秤能测量重力，把信号转变成电信号，经过对电信号的处理用数字显示出重物的质量；像这种能够感受到力、温度、光、声音、化学等非电学量，并能把它们转变成量的器件或装置叫做传感器．基础知识梳理声音压力电学【思考·提示】传感器的一个显著特点是将非电学量转化为电学量，其工作原理如图所示：思考传感器的特

4、点是什么？其原理怎样？二、种类繁多的传感器电容传感器、电感传感器、光传感器、力传感器，这类属于传感器；气敏传感器、湿敏传感器属于传感器；组织传感器、细胞传感器、酶传感器属于传感器．物理化学生物三、光电传感器的原理光电传感器是一种能够感受光信号，并按照一定的规律把光信号转变成电信号的器件或装置，其敏感元件是电阻；光敏电阻器是由金属硫化物等材料制成的，当光照射到这些半导体物质上时，它的电阻率，阻值也随之减小．说明：敏感元件是传感器的核心部分，是一个关键部分，并不一定是一个完整的传感器．光敏半导体减小四、探究温度传感器的原理温度传感器是一种将变化转换为

5、电学量变化的装置．温度传感器的敏感元件是电阻和热电偶等．热敏电阻器是由材料制成的，它的电阻随温度的而减小．注意：热敏电阻器是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度的升高而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度的升高而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．温度热敏半导体升高一、常见传感器及其分类1．常见的传感器传感器种类繁多，具体功能各不相同，下表给出一些常见的传感器及其工作原理．核心要点突破传感器输入量输出量工作原理硅光电池光电压光电效应光电二极管光电压光电效应湿敏电阻湿度电压(电阻)感湿材料受湿电阻变化

6、话筒声音电流电磁感应加速度传感器加速度电压电磁感应测速发电机速度电流(电压)电磁感应热电偶温度电压热电效应酒精气体传感器酒精气体电阻化学反应后引起电阻变化2．传感器的分类(1)物理传感器：利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息的传感器．主要应用于像位移、温度、速度、加速度、压力等物理量的转化．(2)化学传感器：利用化学反应识别和检测信息的传感器．主要应用于环境保护、火灾报警、医疗卫生和家用电器等方面．(3)生物传感器：利用生物化学反应识别和检测信息的传感器．与物理、化学传感器最大的区别在于生物传感器的感受器中含有生命物质．二、光电传

7、感器的原理及光敏电阻1．光电传感器：是一种能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转换成电信号的器件或装置．2．光敏电阻：在被光照射时电阻发生变化，可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量．3．半导体的导电机理：以半导体材料硅为例说明半导体的导电机理，图5－1－1是硅原子排列示意图，每个原子的最外层有4个电子．由于热运动或其他原因，其中极少数电子可能获得较大的能量，挣脱原子的束缚而成为自由电子．这样，在原来的地方就留下一个空位，称为“空穴”．空穴相当于一个正电荷．当这个空穴由附近原子中的电子来填补时，就出现了一个新的空穴，这种变化相当于空穴在移动．如

8、果有了外电场，自由电子和空穴会向相反的方向做定向移动，于是在半导体中形成了电流．自由电子和空穴都叫做载流子．图5－1－14．光敏电阻的特