高二物理 傳感器的簡單應用 ppt

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1、傳感器的簡單應用（一）傳感器簡介1、什么是傳感器 傳感器又稱探測器或變換器，是利用物理、化學和生物學某些效應和原理，按照一定制造工藝研制出來和獲取信息的器件 。 它不主動對環(huán)境做影響。（2）工作原理 將所感受到的物理量轉換成便于測量的量（一般是電學量）。 （3）分類 它一般可分為光敏、熱敏、聲音（話筒）、力學、電磁、生物等類元件。 （4）特點 一、能大大拓寬人類的感知范圍。 二、能更客觀、準確地反映實際情況。 三、能更迅速地反應信息的變化。敏感元件傳感元件信 號 調 節(jié)轉換電 路輔 助 電 路提供電源電量非電量輸出傳感器工作原理圖記錄，顯示，執(zhí)行機構等 熱敏元件可分為電熱偶、熱敏電阻和二極管結

2、電壓三類。 （一） 電熱偶有工作溫度范圍大(-200+1200)，性能可靠，只是使用條件要求高。特點： （二）熱敏電阻是利用半導體鍺或硅摻雜后溫度對電阻率影響大的特點制成的，具有負溫度系數(shù)，約以溫度每上升40 阻值下降一半。 工作范圍為：鍺 -2080 硅 -40220 工作精度：推薦在0.05 （三）二極管結電壓 硅二極管的正向導通結電壓在-220125之間有-0.2mV/的關系，因而測量晶體管結電壓變化，就可精確得到溫度的變化。 工作精度：推薦在1/200 RTI1 V熱敏電阻R-T關系示意圖熱敏二極管I-V與T關系示意圖 -20 20 60 光敏元件可分為三類，光敏電阻、光敏二極管和光電

3、二極管。 符號光敏電阻 光敏二極管 光電二極管 （1）光敏電阻一般是用CdS2為材料制造的，具有良好的光強電阻效應，對光的響應速度約在1/51/10秒 。特點 （2）光敏二極管是用硅材料制造，具有良好的光強飽和導通性能，對光的響應速度因工藝的不同，一般在2s3ns之間。 因為性能穩(wěn)定和成本低，目前被廣泛應用于遙控、數(shù)據(jù)傳輸、光電計時計數(shù)和攝像器材等領域。 （3）光電二極管是光電子效應的真空管，具有光強飽和光電流效應，對光的反應時間在1ns以下，因體積大成本高而未能普遍使用。光敏電阻光敏二極管光電二極管IV同一照度下三種敏元件的伏安曲線示意圖0 力學傳感器可分為壓感電阻型、壓力電壓型和壓力導通型

4、。 特點 （1）壓力導通型是最先應用的一種傳感器 。 （2）壓感電阻型 分機械式和壓感導電材料（橡膠）型。 壓感導電橡膠以制造、加工方便，價格低廉，廣泛占領普通消費市場 。 機械式以高精度、高可靠性和使用領域廣，在智能機械和仿生學等方面，有不可替代的位置 。（3）壓力電壓型 壓力電壓型傳感器是一種高靈敏度傳感器。這種傳感器可感知十萬分之一牛頓的壓力，據(jù)此原理制成的加速度傳感器，可感知萬分之一m/s2的加速度 。 加速度傳感器在衛(wèi)星、導彈等定位導航系統(tǒng)中有核心作用 。電傳感器 電傳感器可分為電流，電壓，電場，電勢幾類。 磁傳感器 磁傳感器分靜磁（霍爾元件）和動磁（電磁感應類）。生物傳感器 生物傳

5、感器利用生物活性物質對物質單一識別能力，電化學的方法進行電信號的轉換（包括化學傳感器） 。 常用的功能識別物質有酶、抗體、抗原、微生物等。 有一類物體的電阻對溫度很敏感，隨溫度的變化而變化。隨溫度的變化，電阻也發(fā)生較大的變化，這一類電阻，稱為熱敏電阻。利用電阻的這一特性，我們只要測量出電阻值，就可以知道溫度值，或者反過來，我們可以認為的調節(jié)溫度，來達到控制點組織的目的。實驗目的： 本實驗的目的就是要研究熱敏電阻的電阻值隨溫度變化的關系。實驗原理： 使用不同的水來調節(jié)熱敏電阻的溫度，并利用歐姆定律，用歐姆表測量幾種不同溫度下熱敏電阻的電阻值。比較這幾組溫度值和電阻值，找出熱敏電阻的電阻值隨溫度變

6、化的規(guī)律。實驗器材：熱敏電阻，電阻表（多用表的歐姆檔），溫度計，燒杯，冷水，開水，支架。實驗步驟： 1、向燒杯中倒入少量的冷水，將溫度計懸掛在支架上，并插入冷水中。 2、將多用電表的兩支表筆分別與熱敏電阻的兩端相連，并將多用電表的選擇開關置于歐姆檔，在歐姆檔上選擇適當?shù)谋堵?。在將熱敏電阻放入燒杯里的冷水中，計下溫度值和電阻值?3、依次向燒杯內加入少量的開水，再測量幾組溫度值和電阻值并紀錄入下表。 次數(shù)123456溫度/電阻/在圖中所示的坐標系中粗略的做出電阻隨溫度變化的R-t圖像簡單溫度自動簡單溫度自動控制實驗控制實驗實驗目的：制作一個溫度自動警報裝置，當溫度上升到某一值時，使小燈泡發(fā)光（或

7、電鈴發(fā)聲）。實驗器材：熱敏電阻、小燈泡（或門鈴）、學生電源、繼電器、滑動變阻器、開關、導線、熱源（如電燈、電熱器、熱水瓶口等）、溫度計。實驗原理：用熱敏電阻，做傳感器，將溫度值轉換成電阻值，使電路自動控制繼電器工作。實驗步驟： 1、將所給器材接成圖中所示的電路。 2、將電路調試到某一設定溫度時（如38 ），燈泡發(fā)光。把熱敏電阻放入實驗（一）的裝置中，時水溫達到設定溫度（例如38 ），將滑動變阻器的電阻由大到小逐漸調節(jié)，直至繼電器的銜鐵被吸下，燈泡發(fā)光，將滑動變阻器的電阻值固定好。這就造好了一個溫度警報器。（這一調節(jié)有時比較困難，必要時還應調節(jié)繼電器的彈簧的松緊度） 3、用熱源，如電路給周圍空氣

8、加熱（注意不要將熱敏電阻直接放在電爐上烤，應將熱敏電阻放在電爐邊緣）。并用溫度計測量熱敏電阻附近的溫度，看一看是不是在38 左右時，繼電器開始工作，吸下銜鐵使小燈泡發(fā)光。 實驗目的：有一類電阻對光敏感，叫光敏電阻。當我們改變光照強度時，電阻的大小也隨著改變。本實驗就是要定性的觀察這一現(xiàn)象，并且總結出隨著光照強度的增大電阻的變化趨勢。實驗原理：利用歐姆定律，用電阻表測出光敏電阻在不同光照強度下，電阻值的變化清況。實驗器材：光敏電阻、電阻表、光源(手電筒)、導線。實驗步驟:1、將光敏電阻接在歐姆表的兩支表筆上，如圖所示，調節(jié)電阻表的倍率，使電阻表的指針較為適中。2、用手電筒作為光源，照在光敏電阻上

9、，并將手張開，放在光敏電阻的上方，擋住部分光線，觀察光敏電阻的電阻值。移開手掌，使光敏電阻上光面積逐漸增加，觀察光敏電阻的電阻值如何變化。（一）實驗目的 制作一個自動計數(shù)的儀器，了解光電計數(shù)器的基本原理。（二）實驗原理 利用光敏電阻的傳感作用，將光信號轉換為電信號。由于物體會遮擋光線，引起光信號的變化，這個變化將被光敏電阻轉換為電信號的變化，在由電子計數(shù)器把電信號變化的次數(shù)記錄下來。（三）實驗器材 光源（如電子教鞭激光器）、光敏電阻（光電管）、電子計數(shù)器（類似銀行數(shù)鈔機的計數(shù)器）、數(shù)個小圓柱體、小傳送帶。(四)實驗步驟:1、將光敏電阻（光電管）接在計數(shù)器上，使光源發(fā)出的光線照在光敏電阻上，如圖中所示，A為光源，B為光敏電阻，C為計數(shù)器，D為傳送帶，E為幾個小物體。當物體隨 傳送帶向前運動時，會擋住光源A射向光敏電阻上的光線，光線每被遮擋一次，計數(shù)器就會紀錄一次。2、數(shù)數(shù)由幾個物體，開動傳送帶，看一看電子計數(shù)器紀錄的數(shù)字是不是相同。