高中物理 3.3传感器及其应用课件 粤教版选修11.pptVIP

第三节传感器及其应用 课标定位学习目标 1 知道什么是传感器 了解传感器的作用和功能 知道传感器在现代社会中有广泛的应用 2 了解传感器的分类原则和方法 3 了解几种常见传感器 如温度传感器 红外线传感器 生物传感器的工作原理及典型应用 重点难点 1 通过观察 实验 体会传感器在日常生活中的运用 2 传感器的原理 核心要点突破 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 第三节 课前自主学案 一 什么是传感器1 定义 能像人的感觉器官那样感受外界信息 并能按照一定的 和要求把这些信息转换成 的器件或装置 就叫传感器 2 作用 传感器的作用是将感受的 如压力 温度 位移 浓度 速度 酸碱度等 转换成 如电压 电流 电荷等 输出 规律 可用输出信息 非电学量 电学量 思考感悟人体对外界感觉可分为哪几种 提示 视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 化学 生物 3 常用传感器 1 温度传感器 把 的高低转变成 原理 利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的 例如 热敏电阻可以制成温度传感器 温度传感器的原理 图3 3 1 图3 3 1 温度 电信号 其中rt是热敏电阻器应用的范围 空调机 微波炉 等 2 红外线传感器 接收携带着信息的红外线 转换成电信号 从而得知辐射源的相关参数或信息 应用范围 航空摄影 卫星遥感遥测 生命探测器 非接触式红外测温仪 防盗 防火报警器等 电冰箱 消毒碗柜 自动门 家电遥控系统 3 生物传感器 是利用各种生物或 做成的 用以检测与识别生物体内化学成分的传感器 应用范围 医疗卫生行业 医院中各种进行生化分析检验的仪器大多用到生物传感器 4 其他传感器 压力传感器 气体传感器 味觉传感器等 生物物质的特性 核心要点突破 图3 3 2传感器原理 图3 3 3 2 热敏电阻器的两种型号及其特性热敏电阻器 thermistor 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 ptc 热敏电阻器 电阻值随温度上升而减小的是负温度系数 ntc 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 表热敏电阻器的分类 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 利用不同媒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 3 常见传感器及工作原理 答案 视觉 嗅觉 听觉 味觉 触觉 二 关于光敏电阻和热敏电阻特性的实验设计1 实验器材热敏电阻 多用电表 烧杯 备有冷 热水 温度计 铁架台 光敏电阻 光电计数器 小灯泡 或门铃 学生电源 继电器 滑动变阻器 开关 导线 2 实验步骤 1 热敏电阻特性 图3 3 4 如图3 3 4所示 将一热敏电阻连入电路中 用多用电表欧姆挡测其电阻 用温度计记录温度 电阻值 将热敏电阻放入少量冷水中并将它插入有温度计的烧杯中 记录温度 电阻值 再分几次向烧杯中倒入热水观察不同温度下热敏电阻的阻值 把测量到的温度 电阻值填入下表中 在图3 3 5中 粗略描绘出热敏电阻的阻值r随t变化的r t图线 根据实验数据和r t图线 说明热敏电阻的阻值是否随温度变化而均匀变化 图3 3 5图3 3 6 2 光敏电阻特性 用多用电表欧姆挡两表笔与光敏电阻两端连接 测光敏电阻阻值如图3 3 6 用手张开 或用黑纸 放在光敏电阻上 挡住部分光线 测光敏电阻阻值 全部挡住光线 测光敏电阻阻值 将所测量数据填入下表中 结论 3 注意事项 1 在做热敏实验时 加热水后要等一会再测其阻值 以使电阻温度与水温相同 并同时读出水温 2 可用图象描出电阻随温度的变化图线分析其规律 3 光敏实验中 如果效果不明显 可将部分电路放入带盖的纸盒中 并通过盖上小孔改变射到光敏电阻上的光的多少 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 金属的电阻率随温度的升高而 用金属丝可以制作 传感器 称为 答案 增大温度热电阻 课堂互动讲练 传感器感受的通常是 如 速度 等 而它输出的大多是 如电压 等 精讲精析 传感器就是把一些非电学量转化为电学量的装置 经过对电学量放大处理后 传送给控制系统进而产生各种控制动作 答案 非电学量压力温度位移浓度酸碱度电学量电流电荷 如图3 3 7所示 将万用电表的选择开关置于 欧姆 挡 再将电表的两支表笔与受温度影响的热敏电阻rt的两端相连 这时表针恰好指在刻度盘的正中间 若往rt上擦一些酒精 表针将向 填 左 或 右 转动 若用吹风机向rt吹热风 表针将向 填 左 或 右 转动 图3 3 7 思路点拨 使用 欧姆 挡时 其刻度盘的零刻度在表盘的右侧 当在电阻表面擦酒精或吹热风时改变的是电阻的温度 精讲精析 在rt上擦一些酒精 酒精蒸发带走热量 使rt温度降低 其阻值增大 故欧姆表指针向左偏 当向rt吹热风时 rt温度升高 其阻值减小 欧姆表指针向右偏 答案 左右 变式训练如图3 3 8所示 将万用表的选择开关置于欧姆挡 再将电表的两支表笔分别与光敏电阻rg的两端相连 这时表针恰好指在刻度盘的中央 若用不透光的黑纸将rg包裹起来 表针将向 填 左 或 右 转动