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1、学习目标1 1、知道什么是传感器及它有哪些作用、知道什么是传感器及它有哪些作用、知道什么是传感器及它有哪些作用、知道什么是传感器及它有哪些作用2 2、知道光敏电阻的工作原理、知道光敏电阻的工作原理、知道光敏电阻的工作原理、知道光敏电阻的工作原理3 3、知道热敏电阻和金属热电阻的工作原理、知道热敏电阻和金属热电阻的工作原理、知道热敏电阻和金属热电阻的工作原理、知道热敏电阻和金属热电阻的工作原理4 4、知道什么是霍尔元件及它的工作原理、知道什么是霍尔元件及它的工作原理、知道什么是霍尔元件及它的工作原理、知道什么是霍尔元件及它的工作原理电饭锅为什么能自动加热电饭锅为什么能自动加热电饭锅为什么能自动加
2、热电饭锅为什么能自动加热和保温而不会使饭烧焦？和保温而不会使饭烧焦？和保温而不会使饭烧焦？和保温而不会使饭烧焦？你走近自动门时，为什么你走近自动门时，为什么你走近自动门时，为什么你走近自动门时，为什么门就自动打开？门就自动打开？门就自动打开？门就自动打开？为什么几百甚至几千万米为什么几百甚至几千万米为什么几百甚至几千万米为什么几百甚至几千万米高空的人造地球卫星上竟高空的人造地球卫星上竟高空的人造地球卫星上竟高空的人造地球卫星上竟然能拍摄出清晰的地面照然能拍摄出清晰的地面照然能拍摄出清晰的地面照然能拍摄出清晰的地面照片？片？片？片？摄像机又为何能把绚丽多彩摄像机又为何能把绚丽多彩摄像机又为何能把
3、绚丽多彩摄像机又为何能把绚丽多彩的世界真实地记录下来？的世界真实地记录下来？的世界真实地记录下来？的世界真实地记录下来？这一切，都要归功于现代传感器技术的发展与应这一切，都要归功于现代传感器技术的发展与应这一切，都要归功于现代传感器技术的发展与应这一切，都要归功于现代传感器技术的发展与应用。在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今用。在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今用。在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今用。在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用的今天，传感器发挥着越来越重要的作用天，传感器发挥着越来越重要的作用天，传感器发挥着越来越重要的作用天，传感器发挥着越来越重要的作用
4、什么是传感器盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？电子电路中常用到一种称为电子电路中常用到一种称为电子电路中常用到一种称为电子电路中常用到一种称为“干簧管干簧管干簧管干簧管”的元件的元件的元件的元件什么是传感器 干簧管由一对磁性材料干簧管由一对磁性材料干簧管由一对磁性材料干簧管由一对磁性材料制成的弹性舌簧组成，密封制成的弹性舌簧组成，密封制成的弹性舌簧组成，密封制成的弹性舌簧组成，密封于玻璃管中，舌簧端面互叠于玻璃管中，舌簧端面互叠于玻璃管中，舌簧端面互叠于玻璃管中
5、，舌簧端面互叠但留有一定间隙。但留有一定间隙。但留有一定间隙。但留有一定间隙。当磁铁或通电线圈靠近当磁铁或通电线圈靠近当磁铁或通电线圈靠近当磁铁或通电线圈靠近干簧管时，两个舌簧被磁化干簧管时，两个舌簧被磁化干簧管时，两个舌簧被磁化干簧管时，两个舌簧被磁化而互相吸引，两个舌簧接触而互相吸引，两个舌簧接触而互相吸引，两个舌簧接触而互相吸引，两个舌簧接触开关闭合开关闭合开关闭合开关闭合什么是传感器 温度计是我们都熟悉的一种仪器，但随着社会的温度计是我们都熟悉的一种仪器，但随着社会的温度计是我们都熟悉的一种仪器，但随着社会的温度计是我们都熟悉的一种仪器，但随着社会的发展，温度计的功能已远远不能适应我们
6、的需要发展，温度计的功能已远远不能适应我们的需要发展，温度计的功能已远远不能适应我们的需要发展，温度计的功能已远远不能适应我们的需要如：如：如：如：医疗和防疫需要一种快速、准确而又与被测者身体没有医疗和防疫需要一种快速、准确而又与被测者身体没有医疗和防疫需要一种快速、准确而又与被测者身体没有医疗和防疫需要一种快速、准确而又与被测者身体没有 接触的体温测量仪接触的体温测量仪接触的体温测量仪接触的体温测量仪化工厂的控制室内要同时知道知道相距较远的若干个反化工厂的控制室内要同时知道知道相距较远的若干个反化工厂的控制室内要同时知道知道相距较远的若干个反化工厂的控制室内要同时知道知道相距较远的若干个反
7、应器中的温度应器中的温度应器中的温度应器中的温度气象站要把一天中气温的变化连续地记录下来气象站要把一天中气温的变化连续地记录下来气象站要把一天中气温的变化连续地记录下来气象站要把一天中气温的变化连续地记录下来孵化器要在达到一定的温度时切断加热器的电源孵化器要在达到一定的温度时切断加热器的电源孵化器要在达到一定的温度时切断加热器的电源孵化器要在达到一定的温度时切断加热器的电源利用传感器就可以完成以上的这些功能！利用传感器就可以完成以上的这些功能！利用传感器就可以完成以上的这些功能！利用传感器就可以完成以上的这些功能！什么是传感器 人体对外界的感觉可分为哪几种，分别由人体对外界的感觉可分为哪几种，
8、分别由人体对外界的感觉可分为哪几种，分别由人体对外界的感觉可分为哪几种，分别由什么感觉器官来承担？什么感觉器官来承担？什么感觉器官来承担？什么感觉器官来承担？什么是传感器 能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置，就叫器件或装置，就叫器件或装置，就叫器件或装置，就叫传感器传感器
9、传感器传感器 传感器是传感器是各种测量和自各种测量和自动控制系统的动控制系统的“感觉器官感觉器官”。什么是传感器由此可见，传感器是这样一类元件：由此可见，传感器是这样一类元件：由此可见，传感器是这样一类元件：由此可见，传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电
10、学量，或转换为电路的通断电流等电学量，或转换为电路的通断电流等电学量，或转换为电路的通断电流等电学量，或转换为电路的通断 为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就来了解部分元器件的原理来了解部分元器件的原理来了解部分元器件的原理来了解部分元器件的原理光敏电阻 有一些物质，例如硫化镉，电阻率有一些物质，例如硫化镉，电阻率有一些物质，例如硫化镉，电阻率有一些物质，例如硫化镉，电阻率与所受光照的强度有关。把硫化镉涂敷与所受光照的强度有关。把硫化镉涂敷与所受光照的强度有关。把
11、硫化镉涂敷与所受光照的强度有关。把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极，这样就制成了个互不相连的栅状电极，这样就制成了个互不相连的栅状电极，这样就制成了个互不相连的栅状电极，这样就制成了一个一个一个一个光敏电阻光敏电阻光敏电阻光敏电阻光敏电阻光敏电阻光敏电阻光敏电阻 硫化镉表面受到的光照强度不同时，两个电极间硫化镉表面受到的光照强度不同时，两个电极间硫化镉表面受到的光照强度不同时，两个电极间硫化镉表面受到的光照强度不同时，两个电极间的电阻也不一样的电阻也不一样的电阻
12、也不一样的电阻也不一样光敏电阻 光敏电阻在被光照时电阻发生变化，原因是：硫光敏电阻在被光照时电阻发生变化，原因是：硫光敏电阻在被光照时电阻发生变化，原因是：硫光敏电阻在被光照时电阻发生变化，原因是：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好性变好性变好性变好光敏电阻
13、光敏电阻光敏电阻光敏电阻把把把把光照强弱光照强弱光照强弱光照强弱这这这这个非学量转换个非学量转换个非学量转换个非学量转换为为为为电阻电阻电阻电阻这个电这个电这个电这个电学量学量学量学量半导体半导体半导体半导体半导体靠其中自由移动的空穴和电子来导电，靠其中自由移动的空穴和电子来导电，靠其中自由移动的空穴和电子来导电，靠其中自由移动的空穴和电子来导电，这种自由电子和空穴叫做这种自由电子和空穴叫做这种自由电子和空穴叫做这种自由电子和空穴叫做载流子载流子载流子载流子热敏电阻和金属热电阻 除了光照以外，温度也能明显地影响金属导体和除了光照以外，温度也能明显地影响金属导体和除了光照以外，温度也能明显地影响
14、金属导体和除了光照以外，温度也能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能半导体材料的导电性能半导体材料的导电性能半导体材料的导电性能电阻电阻电阻电阻温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线 金属的电阻率随温度的升高金属的电阻率随温度的升高金属的电阻率随温度的升高金属的电阻率随温度的升高而增大。用金属丝可以制作温度而增大。用金属丝可以制作温度而增大。用金属丝可以制作温度而增大。用金属丝可以制作温度传感器，称为传感器，称为传感器，称为传感器，称为热电阻热电阻热电阻热电阻常用的一种热电阻是用铂制作的常用的一种热电阻是用铂制作的常用的一种热电阻是用铂制作的常用的一种热电阻是用铂制作的热敏电阻和
15、金属热电阻 与金属不同，温度上升时，有些半导体的导电能与金属不同，温度上升时，有些半导体的导电能与金属不同，温度上升时，有些半导体的导电能与金属不同，温度上升时，有些半导体的导电能力增强（如图线力增强（如图线力增强（如图线力增强（如图线2 2），因此可以用半导体材料制作热），因此可以用半导体材料制作热），因此可以用半导体材料制作热），因此可以用半导体材料制作热敏电阻敏电阻敏电阻敏电阻电阻电阻电阻电阻温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线温度特性曲线 还有一种热敏电阻是用还有一种热敏电阻是用还有一种热敏电阻是用还有一种热敏电阻是用氧化锰等金属氧化物烧结而氧化锰等金属氧化物烧结而氧化锰等金属氧化物烧
16、结而氧化锰等金属氧化物烧结而成的，它的电阻随温度的变成的，它的电阻随温度的变成的，它的电阻随温度的变成的，它的电阻随温度的变化非常明显化非常明显化非常明显化非常明显热敏电阻或金属热电阻热敏电阻或金属热电阻热敏电阻或金属热电阻热敏电阻或金属热电阻把把把把温度温度温度温度这个热学量转换为这个热学量转换为这个热学量转换为这个热学量转换为电电电电阻阻阻阻这个电学量这个电学量这个电学量这个电学量霍尔效应 在一个很小的矩形半导体在一个很小的矩形半导体在一个很小的矩形半导体在一个很小的矩形半导体（如砷化铟）薄片上，制作四（如砷化铟）薄片上，制作四（如砷化铟）薄片上，制作四（如砷化铟）薄片上，制作四个电极个电
17、极个电极个电极E E、F F、MM、N N就成为一就成为一就成为一就成为一个霍尔元件。个霍尔元件。个霍尔元件。个霍尔元件。霍尔元件霍尔元件霍尔元件霍尔元件 在在在在E E、F F间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直间通入恒定的电流，同时外加与薄片垂直的磁场的磁场的磁场的磁场B B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使向着与电流和磁场都垂直
18、的方向漂移，使向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使MM、N N间出现间出现间出现间出现了电压，称为了电压，称为了电压，称为了电压，称为霍尔电压霍尔电压霍尔电压霍尔电压U UH H霍尔效应 定向移动的电荷受到方向定向移动的电荷受到方向定向移动的电荷受到方向定向移动的电荷受到方向平行于侧面向里的洛伦兹力的平行于侧面向里的洛伦兹力的平行于侧面向里的洛伦兹力的平行于侧面向里的洛伦兹力的作用。在这个力的作用下，薄作用。在这个力的作用下，薄作用。在这个力的作用下，薄作用。在这个力的作用下，薄片两个侧面上会累积起正负电片两个侧面上会累积起正负电片两个侧面上会累积起正负电片两个侧面上会累积起正负电荷。荷。荷。
19、荷。随着电荷积累，在内外侧随着电荷积累，在内外侧随着电荷积累，在内外侧随着电荷积累，在内外侧面间会形成一个逐渐增强的电面间会形成一个逐渐增强的电面间会形成一个逐渐增强的电面间会形成一个逐渐增强的电场场场场 定向移动的电荷同时受到定向移动的电荷同时受到定向移动的电荷同时受到定向移动的电荷同时受到洛伦兹力和电场力的作用洛伦兹力和电场力的作用洛伦兹力和电场力的作用洛伦兹力和电场力的作用霍尔效应 当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面当电场力增大到与洛伦兹力相等时，内外侧端面间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一
20、个稳定间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一个稳定间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一个稳定间就形成一个稳定的电场，此时两端面形成一个稳定的电压的电压的电压的电压U UH H。这种现象称为。这种现象称为。这种现象称为。这种现象称为霍尔效应霍尔效应霍尔效应霍尔效应，这个电压叫做，这个电压叫做，这个电压叫做，这个电压叫做霍霍霍霍尔电压尔电压尔电压尔电压霍尔效应可以证明，霍尔电压可以证明，霍尔电压可以证明，霍尔电压可以证明，霍尔电压U UH H：dd薄片的厚度薄片的厚度薄片的厚度薄片的厚度kk霍尔系数霍尔系数霍尔系数霍尔系数霍尔元件霍尔元件霍尔元件霍尔元件把把把把磁感应强度磁感应强度磁感应强度
21、磁感应强度这个磁学量转换为这个磁学量转换为这个磁学量转换为这个磁学量转换为电压电压电压电压 这个电学量这个电学量这个电学量这个电学量 调查你家中用到了哪些传感器。哪些装置调查你家中用到了哪些传感器。哪些装置调查你家中用到了哪些传感器。哪些装置调查你家中用到了哪些传感器。哪些装置中可能有传感器？中可能有传感器？中可能有传感器？中可能有传感器？练习小结 1 1、能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照、能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照、能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照、能像人的感觉器官那样感受外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置，就叫器件或装置，就叫器件或装置，就叫器件或装置，就叫传感器传感器传感器传感器2 2、了解了光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的工作原、了解了光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的工作原、了解了光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的工作原、了解了光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的工作原理理理理