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第六章传感器学案

制作人：张萍萍审核人：张国英

根底知识汇总：

一、传感器：传感器是这样一类元件：它能够感受诸如、、、、等物理量。并能把它们转换为便于测量、传输、处理和控制的另一个物理量〔通常是、等电学量〕，或转换为电路的。

二、典型传感器。

1、光敏电阻：在被光照射时其阻值会发生变化。光照强时，阻值〔大or小〕，光照弱时，阻值〔大or小〕。

原因：光敏电阻由半导体材料〔如硫化镉〕制作。光照弱，载流子多，导电性能好；光照强，载流子少，导电性能弱。

光敏电阻能够把光照强度这个光学量装换为这个电学量。

例1、如下图，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时：

A、电压表的示数增大

B、R2中电流减小

C、小灯泡的功率增大

D、电路中路端电压增大

2、热敏电阻和金属热电阻：

〔1〕热敏电阻：常由某种半导体材料制作。特点：电阻随温度的变化〔非常的

明显or不太明显〕。温度高时，阻值〔大or小〕，温度低时，阻值〔大or小〕。

〔2〕金属热电阻：常由金属材料制作。特点：电阻随温度有一定的变化，但相对热敏电阻变化不是非常明显。温度高时，阻值〔大or小〕，温度低时，阻值〔大or小〕。

热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量装换为这个电学量。

AB例2、有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如下图电路中A、B两点后，

A

B

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.用黑纸包住相比不用黑纸包住，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

例3、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制．

如下图电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻，C为电容器．当环境温度降低时：

A．电容器C的带电荷量增大

B．电压表的读数增大

C．电容器C两板间的电场强度减小

D．R1消耗的功率增大

3、霍尔元件：如下图是霍尔元件的工作原理示意图。薄片中通电流I，加垂直于薄片的

磁场B，薄片中的载流子在洛伦兹力的作用下偏转到达一个极板，极板带电后形成电场，

再之后，载流子在洛伦兹力和电场力共同作用下运动，直到两力平衡，两板间电压稳定，

此电压称为霍尔电压UH。

经证明：〔d为薄片厚度，k为霍尔系数〕

可见，一个霍尔元件d、k为定值，假设再保持I一定，那么UH随B变化。

霍尔元件能够把磁感应强度B这个磁学量转换成电压这个电学量。

4、应变片：当应变片被弯曲时，电阻发生变化。拉伸时电阻变大，压缩时电阻变小。当

我们把它接入电路中时，其两端电压会发生变化。

典型应用：电子称

应变片能够把物体的形变这个力学量装换为这个电学量。

5、双金属片：由膨胀系数不同的两种金属材料上下两层压制而成，受热时膨胀程度不同

导致双金属片弯曲，从而可以用来控制电路的通断。

典型应用：电熨斗

6、感温铁氧体：由氧化锰、氧化锌、氧化铁粉末混合烧结而成。特点是：常温下有铁磁

性可以被磁体吸引，但当环境温度上升到1030

温度在物理学中被称为该材料的“居里温度”或“居里点”。

典型应用：电饭锅。

跟踪稳固练习：

1、在街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的：〔〕 A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.都不对

2、霍尔元件能转换哪两个量：〔〕

A.把温度这个热学量转换为电阻这个电学量

B.把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

C.把力转换为电压这个电学量

D.把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

3、如图是一火警报警的一局部电路示意图。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：〔〕

R1R3R2AabE

R1

R3

R2

A

a

b

E

r

B.I变小，U变小

C.I变小，U变大

D.I变大，U变小

4、传感器是一种采集信息的重要器件,如下图是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片发生形变,引起电容的变化.将电容器、灵敏电流

计和电源串联成闭合电路,那么