2017_2018高中物理第三章传感器第一节认识传感器第二节传感器的原理课件粤教版选修3_220171225240.ppt

第三章 传感器,第一节 认识传感器 第二节 传感器的原理,学习目标 1.了解传感器的概念和种类，知道将非电学量转化成电学量的技术意义. 2.知道常见敏感元件的工作原理. 3.通过实验了解温度传感器、光电传感器的工作原理，感悟基础知识学习和应用的重要性,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、传感器及传感器的分类,(1)当你走进一座大楼时，大堂的自动门是如何“看到”你而自动打开的？,人体发出的红外线被传感器接收后传给自动控制装置的电动机，实现自动开关门,答案,(2)你知道小轿车上都有哪些传感器吗？,有速度、转速传感器、温度传感器、加速度传感器等,答案,(1)传感器是把 变化转换为 量变化的一种元件认识传感器就是明确传感器如何“感受”非电学量，常见的“感受”方式有改变接入电路的电阻、电容等 (2)传感器的组成：一般由 元件、转换元件和 电路三部分组成(如图1所示，以话筒为例),图1,非电学量,电学,敏感,转换,(3)传感器的分类 按被测量进行划分，可分为 传感器、 传感器、位移传感器、压力传感器、 传感器、负荷传感器、扭矩传感器等 按传感器的工作原理进行划分，可分为电阻应变式传感器、 传感器、 传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、磁电式传感器、差动变压器式传感器等 按能量传递方式进行划分，可分为_传感器和_传感器两大类,加速度,速度,温度,压电式,电容式,有源,无源,判断下列说法的正误 (1)所有传感器都是由半导体材料制成的( ) (2)传感器不能感知气味( ) (3)传感器只能通过感知电压的变化来传递信号( ) (4)金属材料也可以制成传感器( ),二、温度传感器的原理,如图2所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央若在RT上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？,答案,由于酒精蒸发，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，指针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻RT温度升高，电阻值减小，指针将向右偏,图2,(1)温度传感器是一种将 变化转换为 变化的装置 (2)热敏电阻：用 材料制成按热敏电阻阻值随温度变化而变化的规律，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 负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻 ,温度,电学量,半导体,增大,减小,判断下列说法的正误 (1)热敏电阻是将温度的高低这一热学量转化为电阻这一电学量( ) (2)利用温度传感器可测较低或较高的温度( ) (3)利用温度传感器可以实现温度自动控制( ) (4)电饭煲蒸米饭，是根据蒸米饭的经验时间，来设计固定的蒸饭时间 ( ),ROS电阻随光照的增强而减小,三、光电传感器的原理,如图3所示 (1)有光照射和无光照射时，光敏电阻ROS的阻值有何不同？,答案,无光照射时，光敏电阻ROS电阻较大，电流表读数较小；有光照射时，光敏电阻ROS电阻较小，电流表读数较大,图3,(2)改变光的照射强度，光敏电阻ROS的阻值有何变化？,答案,1.光电传感器是一种将 变化转换为 变化的传感器. 2.光敏电阻一般由 材料制成，其特点为光照越强，电阻越 .,光学量,电学量,半导体,小,判断下列说法的正误. (1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化，光照越强电阻越小.( ) (2)有光照在光敏电阻上，电阻上的自由电子会发生定向移动.( ) (3)光敏电阻的阻值只会随人造光的强弱而变化，不能感知自然光的变化.( ),2,题型探究,一、传感器的理解,1.传感器的原理：,2.在分析传感器时要明确： (1)核心元件是什么； (2)是怎样将非电学量转化为电学量； (3)是如何显示或控制开关的.,例1 如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端.在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况.若将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数如何变化？,图4,答案,解析,见解析,把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R增大，电压表的示数增大.把电压表接在c、d之间，油量增加时，R减小，电路中电流增大，则R两端的电压增大，电压表的示数增大，同理，油量减少时，电压表的示数减小.,二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用,例2 (多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图5所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器.当环境温度降低时 A.电容器C的带电荷量增大 B.电压表的读数增大 C.电容器C两板间的电场强度减小 D.R1消耗的功率增大,图5,答案,解析,又由P1I2R1可知，R1消耗的功率P1变小，D错误；,例3 (多选)如图6所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时 A.电压表的示数增大 B.R2中电流减小 C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压增大,图6,答案,解析,当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，从而电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误. 因路端电压减小，而R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确. 结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确.,含有热敏电阻、光敏电阻电路的动态分析步骤 (1)明确热敏电阻(或光敏电阻)的阻值随温度(或光线强弱)是增大还是减小. (2)分析整个回路的电阻的增减，电流的增减. (3)分析部分电路的电压、电流如何变化.,达标检测,3,1.关于传感器，下列说法正确的是 A.所有传感器都是由半导体材料制成的 B.金属材料也可以制成传感器 C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D.水银温度计是一种传感器,答案,解析,1,2,1,2,大多数传感器是由半导体材料制成的，某些金属也可以制成传感器，如金属热电阻，故A错，B对； 传感器将非电学量转换为电学量，因此传感器感知的应该是“非电信号”，故C错； 水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，因此不是传感器，故D错.,2.如图7所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法中正确的是 A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增