5.2 常见传感器的工作原理及应用（课件）高二物理（人教版2019选择性必修第二册）.pptxVIP

第五章：第2节常见传感器的工作原理及应用高中物理选择性必修第二册

问题？01.高中物理选择性必修第二册我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们转换为与之有确定对应关系的电学量输出。那么，常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？

目录CONTENT高中物理选择性必修第二册光敏电阻金属热和热敏电阻电阻应变片霍尔元件

光敏电阻第一部分

光敏电阻01.高中物理选择性必修第二册1.特点：光照越强，电阻越小。2.电阻变化的原因：光敏电阻的构成物质为硫化镉是半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。3.作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。R光照O

观察光敏电阻特性01.高中物理选择性必修第二册

高中物理选择性必修第二册应用：光电计数传送带上有无物品光敏电阻有无光信号光敏电阻阻值输出电压大小无有有无较小较大较低较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。光敏电阻的应用03.

为什么半导体材料对温度更敏感？04.高中物理选择性必修第二册空穴自由电子SiSiSiSiSiSiSiSiSi温度提高，一些电子挣脱原子核的束缚变为自由电子。而电子原来的位置就变为空穴，这些空穴相当于带正电荷的粒子一旦半导体接进电路，形成电场，自由电子沿着空穴前进，相当于正负电荷都在移动形成电流温度越高，挣脱的自由电子就越多，导电能力越强。E

光敏电阻的工作原理05.高中物理选择性必修第二册光敏电阻工作原理：光照增强半导体材料中的载流子（自由电子和空穴）浓度增加材料的电阻率减小

金属热电阻和热敏电阻第二部分

高中物理选择性必修第二册金属热电阻和热敏电阻01.材料：金属1.金属热电阻RTo?2.热敏电阻材料：半导体材料RTo特性：阻值随温度的升高而增大特性：阻值随温度的升高而减小

高中物理选择性必修第二册温度电阻金属热电阻和热敏电阻温度传感器与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。金属热电阻和热敏电阻02.

高中物理选择性必修第二册金属热电阻特性热敏电阻特性金属热电阻和热敏电阻03.

高中物理选择性必修第二册热敏电阻的应用：低油位报警装置金属热电阻和热敏电阻04.

电阻应变片第三部分

电阻应变片01.高中物理选择性必修第二册金属导体在外力作用下发生机械形变（伸长或缩短）时，其电阻随着它所受机械形变的变化而发生变化。应变片是把形变这个力学量转换为电压这个电学量。

电阻应变片02.高中物理选择性必修第二册1.金属电阻应变片2.半导体电阻应变片拉力→L变长→S变小→电阻变大压力→L变短→S变大→电阻变小金属的电阻应变效应当单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称为压阻效应。

思考与讨论03.高中物理选择性必修第二册如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化。用什么方法可以检测电容的变化？电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。?电容电容器电容式传感器位移高度压力角度

电容器传感器04.高中物理选择性必修第二册测定角度θ测定液面高度h测定压力F测定位移x改变S改变S改变S改变d

电阻应变片应用05.高中物理选择性必修第二册电子秤使用的测力装置：力传感器

拓展学习——应变片原理应变片通过电阻随形变变化的原理来测量压力，当材料受力变形时，其电阻值相应改变。电阻应变效应半导体应变片利用半导体材料的压阻效应，其灵敏度高于金属应变片，适用于高精度测量。半导体应变片粘贴式应变片通常由金属箔制成，贴在被测物体表面，通过测量电阻变化来感知应力。粘贴式应变片010203

霍尔元件第四部分

霍尔效应的命名霍尔效应以发现者埃德温·赫伯特·霍尔命名，他于1879年在约翰霍普金斯大学发现了这一现象。霍尔效应的命名由来该效应被科学界正式命名为“霍尔效应”，以纪念霍尔在电磁学领域的贡献和发现。霍尔效应的科学命名

霍尔效应原理当电流通过置于磁场中的导体时，会在导体的垂直方向产生电压，即霍尔电压。霍尔电压的产生霍尔效应可以通过霍尔系数与电流、磁场强度和导体厚度的乘积来数学描述。霍尔效应的数学表达霍尔系数是表征材料霍尔效应强弱的物理量，与材料的载流子浓度和类型有关。霍尔系数的定义010203

霍尔元件的材料霍尔元件通常使用掺杂半导体材料，如砷化镓或硅，以产生霍尔效应。半导体材料01某些霍尔传感器使用金属材料，如铂或铜，虽然它们的霍尔电压较低，但