傳感器第一節(jié)

1、第一章 傳感器第1節(jié) 傳感器目標(biāo)導(dǎo)航1、了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義。2、了解傳感器的應(yīng)用。3、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，了解敏感元件的工作原理。課前預(yù)習(xí)自主學(xué)習(xí)1、傳感器被稱(chēng)為_(kāi)、_、_，在智能化的機(jī)器中相當(dāng)于人的五官。2、傳感器的作用是把 量轉(zhuǎn)化為 量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制。3、傳感器一般由_、_兩部分組成。4、敏感元件種類(lèi)繁多，就其感知外界信息的原理而言，分為_(kāi)、_、_。5、熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，隨著溫度的升高電阻_。 問(wèn)題發(fā)現(xiàn) 課堂突破探究1什么是傳感器？（1）如圖所示，小盒子的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān)，當(dāng)把磁鐵放到

2、盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁鐵移開(kāi)，燈泡熄滅。盒子里有怎樣的裝置才能實(shí)現(xiàn)這樣的控制？（2）了解元件“干簧管”的結(jié)構(gòu)。（3）利用上述裝置能否感知磁場(chǎng)存在？（4）現(xiàn)代技術(shù)中，我們可以利用一些元件設(shè)計(jì)電路，它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。我們把這種元件叫做傳感器。（5）干簧管是怎樣的傳感器？（6）傳感器的結(jié)構(gòu)？【歸納反思】 探究2敏感元件的原理（1）敏感元件的分類(lèi)？（2）金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)嗎？關(guān)系如何？（3）探究半導(dǎo)體熱敏電阻的特性（4）探究光敏電阻的特性（5）小結(jié)光敏電阻受到光照時(shí)會(huì) ，原因：硫化鎘

3、是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好。光敏電阻能夠?qū)?量轉(zhuǎn)化為 量。金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而 ；半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而 。熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)?量轉(zhuǎn)化為 量。典例1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(diǎn)后，用墨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(shuō)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、用墨紙包住元件與不用墨紙包住元件相比

4、，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D、用墨紙包住元件與不用墨紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻【歸納反思】 探究3霍爾元件（1）霍爾元件是在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作4個(gè)電極E、F、M、N而成（如圖所示）。若在E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使M、N間出現(xiàn)電壓U。（2）霍爾元件的上的電壓U與電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系？（3）功能：把_（磁學(xué)量）轉(zhuǎn)換為_(kāi)（電學(xué)量）。典例2 如圖所示，有電流I流過(guò)長(zhǎng)方體金屬塊，金屬塊寬度為d，高為b，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，金

5、屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，試問(wèn)金屬塊上、下表面哪面電勢(shì)高？電勢(shì)差是多少？【歸納反思】 當(dāng)堂展示1、如圖所示，R1為定值電阻，R2為熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（ ）A、R1兩端的電壓增大 B、電流表的示數(shù)增大C、小燈泡的亮度變強(qiáng) D、小燈泡的亮度變?nèi)?、如圖所示，、為定值電阻，是小燈泡，為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，（ ）、電壓表的示數(shù)增大 、2中電流減小、小燈泡的功率增大 、電路的路端電壓增大3、下圖是霍爾元件的工作原理示意圖，用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況。以下說(shuō)法中正確的是（ ）A、 將永磁體的一

6、個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面，UH將變大B、 在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C、 在測(cè)定地球赤道上的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D、 改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化第1節(jié) 傳感器班級(jí) 姓名 評(píng)價(jià) 課時(shí)作業(yè)1、下列說(shuō)法正確的是 （ ）A、傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)B、干簧管是一種磁傳感器C、傳感器不是電視搖控接收器的主要元件D、傳感器是將力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的主要工具2、關(guān)于熱敏電阻以下說(shuō)法中正確的是 （ ）A、熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大B、熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小C、熱敏電阻的阻值隨溫度變化而均勻變化D、熱敏電

7、阻可以用金屬氧化物制作3、傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測(cè)定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極時(shí)，可使膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（ ）A、 當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將減小 B、 當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí)，電容將增大C、 若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化 D、若電流計(jì)有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化4、隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入家庭洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近自動(dòng)干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)椋?）A、改變了濕度B、改變了溫度C、改變了磁場(chǎng)D、

8、改變了電容5為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個(gè)傳感器與電燈控制電路的相接。當(dāng)樓道內(nèi)有走動(dòng)而發(fā)出聲響時(shí)，電燈即與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為傳感器，它輸入的是信號(hào)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是信號(hào)。、如圖所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差U、電流I和B的關(guān)系為UKIB/d式中比例系數(shù)K稱(chēng)為霍爾系數(shù)霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場(chǎng)的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場(chǎng)橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差 設(shè)電流I是由電子的定向流動(dòng)形成的，電子的平均定向速度為v，電量為e，回答下列問(wèn)題：（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì) 下側(cè)面A的電勢(shì)（填高