高中物理 3.13.2 认识传感器 传感器的原理课件 粤教版选修32.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一 传感器的概念1 传感器 测量和探索自然界各种参数的检测元件 2 传感器一般由敏感元件 转换元件和转换电路三部分组成 目标导航 预习导引 一 二 三 二 传感器的分类1 按被测量分类 加速度传感器 速度传感器 位移传感器 压力传感器 温度传感器 负荷传感器 扭矩传感器等 2 按工作原理分类 电阻应变式传感器 压电式传感器 电容式传感器等 3 按能量传递方式分类 有源传感器和无源传感器两大类 目标导航 预习导引 一 二 三 三 两种重要的传感器1 温度传感器 一种将温度变化转换成电学量变化的装置 热敏电阻是利用半导体材料的阻值随温度的变化而变化的特性实现温度测量的 它就像人的皮肤 能感受到周围温度的变化 2 光电传感器 一种将光学量转换成电学量的传感器 就是物体在光照作用下其导电性能发生变化 如光敏电阻等 它就像人的眼睛 可以看到光线的强弱 在日常生活中 人们不必直接接触 就可以控制一些机器 试举一些生活中的例子 看哪些生活用品是通过传感器来完成的 答案 红外线遥控器 楼道内的声控灯 自动门 自动干手机等 知识精要 典题例解 迁移应用 一 二 一 如何理解传感器的作用1 传感器感受的通常是非电学量 如压力 温度 位移 浓度 速度 酸碱度等 而它输出的通常是电学量 这些输出信号是非常微弱的 通常要经过放大后 再送给控制系统产生各种控制动作 传感器组成图如下图所示 传感器将非电学量转换成的电学量有两类 一类是模拟量 如电阻 电压 电流等 便于计量 光敏电阻就属于这一类 另一类是开关量 如电路的通与断 便于实现控制的功能 干簧管就属于这一类 2 把非电学量转换为电学量后 就可以很方便地进行测量 传输 处理和控制 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 例1 如图是一火警报警装置的一部分电路示意图 其中r2是半导体热敏传感器 它的电阻随温度升高而减小 a b接报警器 当传感器r2所在处出现火情时 电流表的电流i和a b两端电压u与出现火情前相比 导学号51130048 a i变大 u变大b i变小 u变小c i变小 u变大d i变大 u变小 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 点拨 抓住半导体热敏特性即电阻随温度升高而减小 接下来则用电路动态变化的分析思路 按局部 整体 局部进行 解析 当传感器r2所在处出现火情时 温度升高 r2电阻减小 电路的总电阻减小 总电流i总增大 路端电压u e ir减小 i总 r r1 增大 u并 e i总 r r1 减小 通过r3的电流i3减小 通过r2的电流i i总 i3增大 d项对 答案 d 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 许多楼道照明灯具有这样的功能 天黑时 出现声音它就开启 而在白天 即使有声音它也没有反应 它的控制电路中可能接入的传感器是 温度传感器 光传感器 声音传感器 热传感器a b c d 答案 b解析 能感知声音和光照情况 说明电路中接入了光传感器和声音传感器 故选项b正确 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二 传感器的工作原理1 光敏电阻制成光敏电阻的材料一般是半导体 导电能力取决于载流子数目的多少 当光敏电阻受到光照时 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 电阻率明显变小 光敏电阻的电阻随光照的增强而减小 光照愈强 阻值就愈低 当光敏电阻两端加上电压后 流过光敏电阻的电流随光照增强而增大 入射光消失 电阻也逐渐恢复原值 电流也逐渐减小 光敏电阻在被光照射时电阻发生变化 这样光敏电阻可以把光照强弱转换为电阻大小这个电学量 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 2 热敏电阻和金属热电阻 1 热敏电阻热敏电阻用半导体材料制成 其电阻值随温度变化明显 如图为某一热敏电阻的电阻 温度特性曲线 在工作温度范围内 电阻值随温度上升而增大的是正温度系数 ptc 热敏电阻 电阻值随温度上升而减小的是负温度系数 ntc 热敏电阻 2 金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大 这样的金属也可以制作温度传感器 称为金属热电阻 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 例2 多选 有定值电阻 热敏电阻 光敏电阻三只元件 将这三只元件分别接入如图所示电路中的a b两点后 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中 观察欧姆表的示数 下列说法中正确的是 导学号51130049 a 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻b 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数不变化的一定是定值电阻c 用黑纸包住与不用黑纸包住相比 欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻d 用黑纸包住与不用黑纸包住相比 欧姆表示数相同的一定是定值电阻 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 此题考查了热敏电阻 光敏电阻 定值电阻的特性 热敏电阻的阻值随温度变化而变化 定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化 光敏电阻的阻值随光照变化而变化 定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化而变化 答案 ac 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 如图所示 电源两端的电压恒定 l为小灯泡 r为光敏电阻 d为发光二极管 电流越大 发光越强 且r与d距离不变 p为滑动变阻器触头 下列说法中正确的是 a 当滑动触头向左移动时 l消耗的功率增大b 当滑动触头向左移动时 l消耗的功率减小c 当滑动触头向右移动时 l消耗的功率可能不变d 无论怎