5.1 常见传感器的工作原理 5.2 科学制作：简单的自动控制装置 教学课件（37张PPT）-高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

(课件网) 5.1常见传感器及其工作原理 手靠近自动干手器，可以自动出现热风 利用酒精浓度仪查酒驾 朝自动门走过去， 大门就会自动打开。 有声音时，声控灯会自动亮起。 1、初识传感器 传感器 仅依靠听觉判断是难以把握西瓜的成熟程度的。能否用测量仪器来代替人耳，准确地判断西瓜的成熟程度呢 辨别西瓜的成熟程度 计算机 敲击西瓜 麦克风将接收到的声音信号转化为电信号 麦克风 西瓜 计算机 显示信号波形 当我们把重物放在电子秤上时， 称重传感器受到压力， 并将受到压力大小的信息转化为电信号。通过对电信号的处理，电子秤就能用数字显示出物体的质量了 称量物体 传感器：能感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成可用输出信号（主要是电信号）的器件或装置。 非电学量→传感器→电学量 角度 位移 速度 压力 温度 湿度 声强 光照 传感器 电压 电流 电阻 电容 传感器通常应用在自动测量和自动控制系统中，担负着信息采集和转化任务。 在计算机电源内部，应用热传感器（热敏电阻）把探测到的温度信号转化为电信号，通过对电信号的处理，能自动控制散热风扇的转速，保持电源内部温度均衡。 监测火警的烟雾传感器在烟雾浓度达到一定程度时，能输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警。 传感器主要由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件直接感受被测的量，并输出与被测的量有确定关系的信号。 转换元件将敏感元件输出的物理信号转换为便于显示、记录、处理和控制的电信号。 2、敏感元件 （1）光敏元件 （1）将光敏电阻与欧姆表按图 5-6 连成电路。 （2）将光敏电阻受光面置于有光线照射的地方，观察欧姆表的读数，记录光敏电阻的阻值。 （3）用黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，移动黑纸片，使光敏电阻接收到的光线出现稍暗、较暗、最暗几种情况，观察这几种情况下光敏电阻阻值的变化，并把相应的阻值记录下来。 当光照由强变弱时，光敏电阻的阻值如何变化？ 观察光敏电阻的特性 敏感元件是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应（如热敏、光敏、压敏等）制成的。 光敏电阻是用金属硫化物等半导体材料制成的。当光照射到这些半导体物质上时，会激发半导体内部受束缚的电子，其电阻值就会发生改变。光照越强，被激发的电子数就越多，电阻值就越小。不受光照射时，其电阻值是受光照射时的 100 ～ 1 000倍。 光敏二极管、光电池等光敏元件是利用某些物质在光照射下电学特性随之变化的特性制成的。 一种简易水污染监测器 用光敏电阻制成的光敏传感器有许多用处。例如，一种简易的监测水中悬浮颗粒污染程度的监测器就利用了光敏电阻的特点。被污染的水中常含有悬浮的颗粒，它们会影响光的通过。当光穿过水照到光敏电阻上时，到达光敏电阻的光量与水的污染程度有关。当水污染严重时，光敏电阻受光量很小，电阻很大，指示灯不亮；当水污染不严重时，光敏电阻的受光量大，电阻小，指示灯变亮。 计数器 A是发光仪器 B是接收光信号的仪器 无物品、有光照、电阻小、电压低 有物品、挡光、电阻大、电压高 这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能。 （2）热敏元件 热敏电阻的热敏特性 如图所示，将NTC 热敏电阻及温度计放入盛有热水的烧杯中。用多用电表测量热敏电阻的阻值，同时用温度计测出水温。倒入少许冷水，改变烧杯中水的温度，再次测量电阻值与水温。热敏电阻的阻值随温度怎样变化？ 热敏电阻 NTC 热敏电阻（负温度系数热敏电阻）：阻值随温度的升高而减小。 PTC 热敏电阻（正温度系数热敏电阻）：阻值随温度的升高而升高。 热敏电阻是一种灵敏度极高的温度传感器， 在测温过程中响应非常快。 电子温度计、电脑、电冰箱 ... ...