高中物理 第三章 第一、二节 认识传感器 探究传感器的原理课件 粤教版选修32.ppt

第三章传感器第一节认识传感器第二节探究传感器原理 知识点一认识传感器及传感器的分类 传感器一般由敏感元件 转换元件和转换电路三部分组成 传感器能将所感受到的物理量 如力 热 光 声等 转换成便于测量的量 一般是电学量 的一类元件 其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定规律转换成便于利用的信号 传感器可以根据其被测量进行划分 加速度传感器 速度传感器等 也可以根据其工作原理进行分类 如电容传感器 电阻传感器 电压式传感器 涡流式传感器等 也可以按能量传递方式分类 有源传感器和无源传感器等 尝试应用1 用遥控器调换电视频道的过程 实际上是传感器把光信号转化为电信号的过程 下列属于这类传感器的是 a a 红外线报警装置b 走廊照明灯的声控开关c 自动洗衣机中的压力传感器d 电饭锅中控制加热和保温的温控器 解析 红外线也是光 红外报警器装置是把光信号转化为电信号 所以a正确 b 声控开关是把声音信号转化为电信号 电路的通断 c 压力转化为电信号 d 把温度转化为电信号 知识点二各类传感器的原理 1 热电传感器 热电传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传感器 一般有两类 一类是随温度变化引起传感器中某个组件形状的变化 如热胀冷缩 达到转换信号的目的 还有一类是随温度变化引起电阻的变化 如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小 达到转换信号的目的 尝试应用2 多选 如图是电熨斗的结构图 下列说法正确的是 bd a 双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属b 常温下 上下触点接触 温度过高时 双金属片发生弯曲使上下触点分离c 需要较高温度熨烫时 要调节调温旋钮 使升降螺丝下移并推动弹性铜片上移d 双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 解析 当温度升高时 金属片向膨胀系数小的发生弯曲 触点断开 故双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片 故a错误 常温下 上下触点接触 温度过高时 双金属片发生弯曲使上下触点分 开 起到调温作用 故b正确 需要较高温度熨烫时 要调节调温旋钮 使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 当温度升到较高 金属片发生弯曲较厉害触点才断开 故c不正确 双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 故d正确 2 光电传感器 光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类传感器 一般以光敏电阻为主要元件 因为光敏电阻阻值随光照加强而减小 将光敏电阻连接到电路中时 光照改变就会引起电路中其他电学量的改变 从而将光信号转换为电信号 尝试应用3 多选 如右图所示为光敏电阻自动计数器的示意图 其中a是发光仪器 b是传送带上物品 r1为光敏电阻 r2为定值电阻 此光电计数器的基本工作原理是 bd a 当有光照射r1时 信号处理系统获得高电压b 当有光照射r1时 信号处理系统获得低电压 c 信号处理系统每获得一次低电压就记数一次d 信号处理系统每获得一次高电压就记数一次解析 当传送带上没有物品挡住由a射出的光信号时 光敏电阻阻值变小 由分压规律知供给信号处理系统的电压变低 当传送带上有物品挡住由a射出的光信号时 光敏电阻的阻值变大 供给信号系统的电压变高并记数一次 这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理 就会自动将其转化为相应的数字 实现自动计数的功能 故本题应选b d 3 声电传感器 声电传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器 常见的电容式话筒和动圈式话筒都是声电传感器 尝试应用4 夜间 居民楼的楼道里只是偶尔有人经过 长明灯 会造成浪费 科研人员利用 光敏 材料制成 光控开关 天黑时自动闭合 天亮时自动断开 利用 声敏 材料制成 声控开关 当有人走动发出 声音时自动闭合 无人走动时自动断开 若将这两种开关配合使用 就可以使楼道里的灯变的 聪明 这种 聪明 的电路是图中的 d 解析 在白天 一般是不需要灯照明的 天黑以后 特别是夜深人静时 一般也不需要灯照明 也就是说天黑且人在楼道里走动时需要 声控开关 闭合时 发生短路 所以a错误 不管是 光控开关 还是 声控开关 各自都能让灯发光 节能目的达不到 所以b错误 光控开关 闭合时 发生短路 所以c错误 光控开关 与 声控开关 同时闭合时 灯才亮 所以达到节能的目的 所以d正确 题型一传感器原理 例1当你走近豪华宾馆 酒楼的大门时 门就自动为你打开 当你走进门之后 门又在你身后自动关上 你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息 a 温度b 运动c 人d 光线 解析 自动门的自动控制要求灵敏 可靠 若以温度控制 人的体温与夏季气温接近 可在夏季自动门没人操作 自动门实际使用的是红外线传感器 红外线属于不可见光 人在白天或黑夜均发出红外线 传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机 实现自动开门 答案 d 变式训练1 随着生活质量的提高 自动干手机已进入家庭 洗手后 将湿手靠近自动干手机 机内的传感器便驱动电热器加热 有热空气从机内喷出 将湿手烘干 手靠近自动干手机能使传感器工作 这是因为 d a 改变了湿度b 改变了温度c 改变了磁场d 改变了电容 解析 根据自动干手机工作的特征 即手靠近 电热器开始工作 手撤离 电热器停止工作 不难判断出传感器的种类 人是一种导体 可以和其他导体构成电容器 因此物理学上有人体电容之说 手靠近干手机相当于连接一个电容器 故可以确认干手机内设置有电容式传感器 手靠近改变了电容 题型二光敏电阻 热敏电阻的性质 例2如图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图 门打开时 红外光敏电阻r3受到红外线照射 电阻减小 门关闭时会遮蔽红外线源 红外线源没有画出 经实际试验 灯的亮灭的确能反映门的开 关状态 门打开时两灯的发光情况以及r2两端电压ur2与门关闭时相比 a 红灯亮 ur2变大b 绿灯亮 ur2变大c 绿灯亮 ur2变小d 红灯