，测温范围大，而热敏电阻的灵敏度较好电容式传感器原理电容器的电容取决于极板正对面积，极板间距离及极板间电介质这几个因素，如果物理量如角度位移深度等的变化能引起上述因素的变化，从而引起电容的变化，那么测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化常见电容式传感器特别提醒按热敏电阻随温度变化的规律，热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻，正温度系数的热敏电阻随温度升高，电阻增大，负温度系数的热敏电阻随温度升高电阻减小典例精析如图所示，为定值电阻，为负温度系数的热敏电阻，为小灯泡，当温度降低时两端的电压增大电流表的示数增大小灯泡的亮度变强小灯泡的亮度变弱解析与灯并联后与串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻增大，外电路电阻增大，电流表示数变小，灯两端电压增大，灯泡亮度变强，两端电压减小，故正确，其余各项均错答案方法归纳考查热敏电阻的特性及闭合电路欧姆定律跟踪练习如图所示是观察电阻值随温度变化情况示意图现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是如果为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显如果为金属热电阻，读数变小，且变化不明显如果为热敏电阻用半导体材料制作，读数变化非常明显如果为热敏电阻用半导体材料制作，读数变化不明显解析若为金属热电阻，温度升高后，电阻变大，读数变化不明显，错误若为热敏电阻，读数将明显变化，对错答案知识点二霍尔元件的工作原理重点聚焦霍尔元件就是利用霍尔效应设计的个矩形半导体薄片，在前后左右分别引出个电极，如图所示，沿方向通入电流，垂直于薄片加匀强磁场，则在间会出现电势差设薄片厚度为，方向长度为，方向为，薄片中的带电粒子受到磁场力发生偏转，使侧电势高于侧，造成半导体内部出现电场带电粒子同时受到电场力作用当磁场力与电场力平衡时，间电势差达到恒定即再根据电流的微观表达式整理后，得令，因为为材料单位体积的带电粒子个数，为单个带电粒子的电荷量，它们均为常数，所以与成正比，这就是为什么霍尔元件能把磁学量转换成电学量的原因了典例精析如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用表示薄片的厚度，为霍尔系数，对于个霍尔元件为定值，如果保持电流恒定，则可以验证随的变化情况，以下说法中正确的是将永磁体的个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，将变大在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，将发生变化解析个磁极靠近霍尔元件工作面时，增强，由，知将变大，故正确两极处磁场可看做与地面垂直，所以工作面应保持水平，故正确赤道处磁场可看做与地面平行，所以工作面应保持竖直，故错误若磁场与工作面夹角为，则应有，可见变化时，将变化，故正确答案方法归纳考查霍尔元件的工作原理，应知道霍尔元件电流电压稳定时，载流子所受电场力和洛伦兹力二力平衡跟踪练习如图所示，有电流流过长方体金属块，金属块宽度为，高为，有磁感应强度为的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为，试问金属块上下表面哪面电势高电势差是多少此题描述的是著名的霍尔效应现象解析因为自由电荷为电子，故由断电子向下偏，则下表面聚集负电荷，上表面带多余的正电荷，故上表面电势高设其稳定电压为当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时，即，又因为导体中的电流，故答案上表面，电势差为新思维随堂自测下列说法不正确的是话筒是种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器这种传感器作用是控制电路的通断电子秤它所使用的测力装置是力传感器热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量解析中，话筒是声传感器，作用是将声信号转换为电信号中电熨斗是温度传感器内装有双金属片，当温度达到个定值，自动切断电路，实现电路的通断中，电子秤是力传感器，内装有应变片，当压力不同时，应变片形变不同，输出电压差值不同，而测量压力的中热敏电阻在温度变化时载流子数目改变，电阻就随之改变，实现把温度这个热学量转换为电阻这个电学量的目的答案街旁的路灯，江海里的航标灯都要求在夜晚亮，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，实行了自动控制，这是利用半导体的压敏性光敏性热敏性三种特性都利用解析由题意知，白天和晚上光线条件不同，该装置利用了半导体的光敏性答案如图所示，将光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针自左向右的偏角度为现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏角为，则可判断不能确定解析光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减少，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右的偏转角度变小答案霍尔元件能转换哪个物理量把温度这个热学量转换成电阻这个电学量把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量把力这个力学量转换成电压这个电学量把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量解析根据霍尔元件工作原理，载流子在洛伦兹力作用下漂移，形成霍尔电压所以，它将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故正确答案如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化造成其电容的变化电介质进入极板的长度两极板间距离两极板正对面积两极所带电量答案新视点名师讲座三种位移传感器的原理分析三种电容式位移传感器如图甲所示，待测物体与电介质连接，当待测物体向左移动时，使得电介质插入两极板间，位移增大，ε增大，根据公式ε，ε增大，增大，我们就可以通过电容的大小来测出位移的大小如图乙所示，待测物体与电容器的下极板连接，上极板固定，当待测物体上下移动时，使得上下两极板间的距离发生变化，从公式ε中，可知变化时，也会发生变化，同样我们可以用电容的变化来体现位移的变化如图丙所示，待测物体与电容器的下极板连接，上极板固定，当待测物体左右移动时，两极板间的正对面积发生变化由公式ε可知，发生变化会引起的变化同样我们可以用电容的变化来体现位移的变化两种电感式位移传感器如图甲所示，是待测物体，是软铁芯，是固定的软铁芯，之间的空气间隙随着物体的位移改变而改变，铁芯上绕有线圈当物体向上移动时，之间的空气间隙变小，之间的磁场能量密度变大，使得自感线圈的自感系数变大反之则变小利用电感式的位移传感器可以将位移由自感系数来体现如图乙所示，是待测物体，是软铁芯，是空心线圈待测物体和铁芯连接在起，当待测物体左右移动时，软铁芯插入或拔出空心线圈，使得线圈的自感系数发生变化同样我们可以用自感系数来体现位移分压式电路位移传感器如图所示，待测物体与连杆连接，当待测物体向右移动时，带动连杆向右滑动，导致左侧部分电阻值变大变大，左侧部分分得的电压变大，而电压表测得的示数就是左侧部分分得的电压，因此电压表的示数变大反之，示数变小这样可以通过电压表示数的变化体现位移的变化如图为测压力的电容式传感器，将平行板电容器灵敏电流表零刻度在中间和电源串联成闭合回路，当压力作用于可动膜片电极上时，膜片发生形片，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线位置推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏向右偏到刻度后回到零刻度向左偏到刻度后回到零刻度向右偏到刻度后不动向左偏到刻度后不动解析压力作用时，极板间距变小，由ε，当电容器电容变大，又根据，极板所带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流表中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度答案新情境激趣引航热敏电阻器的两种型号及其特性热敏电阻器是电阻值随温度变化而变化的敏感元件在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数热敏电阻器电阻值随温度上升而减小的是负温度系数热敏电阻器热敏电阻器可按电阻温度特性材料结构工作方式工作温度和用途进行分类分类方式类别电阻温度特性正温度系数负温度系数材料金属半导体单晶多晶陶瓷结构珠状片状杆状膜状工作方式直热式旁热式工作温度常温高温低温用途测温控温辐射能功率测量稳压热敏电阻器的分类热敏电阻器的用途十分广泛，主要应用于利用电阻温度特性来测量温度控制温度和元件器件电路的温度补偿利用非线性特性完成稳压限幅开关过流保护作用利用不同介质中热耗散特性的差异测量流量流速液面热导真空度等利用热惯性作为时间延迟器新知识预习探索学习目标了解传感器的概念，知道非电学量转换成电学量的技术意义通过实验，知道常见敏感元件的工作原理能够结合已学的知识，分析传感器在实际中的应用事例新知预习传感器定义能够感受诸如力温度光声化学成分等非电学量，并能把它们按照定的规律转换为电压电流等电学量，或转换为电路的通断元件非电学量转换为电学量的意义把非电学量转换为电学量，可以方便地进行测量传输处理和控制二光敏电阻特点光照越强，电阻越小原因无光照时，载流子少，导电性能不好随着光照的增强，载流子增多，导电性变好作用把光照强度这个光学量转换成电阻这个电学量三热敏电阻和金属热电阻氧化锰热敏电阻金属热电阻特点电阻率随温度的升高而减小电阻率随温度的升高而增大制作材料半导体金属优点灵敏度好化学稳定性好，测温范围大作用将温度这个热学量转换为电阻这个电学量问题探索想想问题声控灯有种有趣的现象，那就是光线充足时，任你发出多大的声音都不亮但在黑夜，轻轻声它就发出亮光，这是为什么呢提示声控灯全名应该为声光控灯，原来声控灯中有光控电路，使其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒实际上是声光同时控制的，在光亮度能达到的情况下灯不会亮，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电问题热敏电阻是温度传感器中的重要元件，是不是所有的热敏电阻的阻值都随温度的升高而下降提示不是正温度系数热敏电阻器在温度升高时电阻值增大，负温度系数热敏电阻器在温度升高时电阻值减小新课堂互动探究知识点传感器的工作原理及种类重点聚焦传感器的工作原理非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量敏感元件相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的种敏感效应如热敏光敏压敏力敏湿敏等制成的转换元件是传感器中能将敏感元件输出的，与被测物理量成定关系的非电信号转换成电信号的电子元件转换电路是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量，如电压电流电阻等传感器的分类光电传感器光敏电阻光敏电阻般为半导体材料做成，当半导体材料受到光照时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强光敏电阻把光照的强弱转换为电阻大小温度传感器热敏电阻和金属电阻热敏电阻指用半导体材料制成，其电阻值随温度变化发生明显变化的电阻如图所示为热敏电阻的电阻温度特性曲线金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为金属热电阻如我们在第二章学习的铂电阻温度计热敏电阻或金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，但相比而言，金属热电