二、霍尔元件
1.构造:如图所示,在一个很小的矩形半导体(例如砷化铟)薄片上,制作四个电极E、F、M、N,就成为一个霍尔元件。
2.工作原理:在E、F间通入恒定的电流I, 同时外加与薄片垂直的磁场B,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M、N间出现了电压,称为霍尔电压UH。
3.霍尔电压:UH=k。
(1)其中d为薄片的厚度,k为霍尔系数,其大小与薄片的材料有关。
(2)一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH的变化就与B成正比。
4.作用:把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
三、 传感器的应用实例
1.力传感器的应用——电子秤
(1)组成及敏感元件:由金属梁和应变片组成,敏感元件是应变片。
(2)工作原理:
⇒⇒⇒两应变片上电压的差值变化
(3)作用:应变片将物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。
2.温度传感器的应用实例
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敏感元件
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工作原理
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电熨斗
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双金属片
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温度变化时,由于双金属片上层金属与下层金属的膨胀系数不同,双金属片发生弯曲从而控制电路的通断
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电饭锅
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感温铁
氧体
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(1)居里温度:感温铁氧体常温下具有铁磁性,温度上升到约103 ℃时,失去铁磁性,这一温度称为“居里温度”
(2)自动断电原理:用手按下开关通电加热,开始煮饭,当锅内加热温度达到103 ℃时,铁氧体失去磁性,与永久磁铁失去吸引力,被弹簧片弹开,从而推动杠杆使触点开关断开
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3.光传感器的应用——火灾报警器
(1)组成:如图所示,发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。
(2)工作原理:平时光电三极管收不到LED发出的光,呈现高电阻状态,烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小,与传感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报。