粤教版选修32 第3章 传感器 章末复习课 学案.doc

巩固层知识整合体系构建 核心速填1传感器的定义是：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成2敏感元件：(1)热敏电阻和金属热电阻温度传感器(2)光敏电阻光传感器(3)霍尔元件磁传感器3应用(1)力传感器电子称(2)温度传感器电熨斗(3)光传感器火灾报警器提升层能力强化传感器工作原理、常见敏感元件及其应用1传感器的工作原理传感器感受的通常是非电学量，如力、热、磁、光、声等，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，传感器原理如框图所示2常见敏感元件及特性(1)光敏电阻：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，光照增强电阻减小，光照减弱电阻增大(2)金属热电阻：金属热电阻的电阻率随温度升高而增大(3)热敏电阻：热敏电阻有正温度系数、负温度系数两种正温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而增大；负温度系数的热敏电阻的阻值随温度升高而减小(4)电容：平行板电容器的电容与极板正对面积、极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化，例如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化如图31为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的iu关系曲线图图31(1)为了通过测量得到如图31所示iu关系的完整曲线，在图32甲和乙两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_.(电源电动势为9 v，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 )甲乙图32(2)在如图33所示电路中，电源电压恒为9 v，电流表读数为70 ma，定值电阻r1250 .由热敏电阻的iu关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_v；电阻r2的阻值为_.图33【解析】(1)应选择图甲，因为图甲电路电压可从0 v调到所需电压，电压调节范围大(2)由题图知r2与热敏电阻串联后与r1并联接在9 v电源上，总电流i70 ma，r1250 .设通过热敏电阻的电流为i2，通过r1的电流为i1，则ii1i2，故i2ii1(70103)ma34 ma由图象查得34 ma对应的电压为5.0 v，r2两端电压u29 v5.0 v4.0 v，所以r2 117.6 .【答案】(1)甲因为甲电路电压可从0 v调到所需电压，电压调节范围大(2)5.0117.6(1)涉及到电路的动态变化问题时要抓住题目的关键信息及敏感元件的特性，如光强度的变化、光敏电阻的变化、温度的变化、热敏电阻的变化，分析的顺序同直流电路动态问题分析一样，先从部分到整体，再到部分.(2)涉及到电路的计算问题时，由于敏感元件变化的特性，所以找准对应时刻、位置等，把握图象的信息非常重要.针对训练1.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图34所示m是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻rm发生变化，导致s两端电压u增大，装置发出警报，此时() 【导学号：97752181】图34arm变大，且r越大，u增大越明显brm变大，且r越小，u增大越明显crm变小，且r越大，u增大越明显drm变小，且r越小，u增大越明显c当rm变大时，回路的总电阻r总变大，根据i总，得干路中的电流变小，s两端的电压ui总rs变小，故选项a、b错误；当rm变小时，回路的总电阻r总rs变小，根据i总，得干路中的电流变大，s两端的电压ui总rs变大，而且r越大，rm变小时，对回路的总电阻变化的影响越明显，故选项c正确，选项d错误常见传感器的应用1传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用(1)“感”是指传感器的敏感元件感应信息，并转化为电学量(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取并转化的电学信息传给执行机构(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作2处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)(3)执行电路为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)某光敏电阻rp在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028232018(1)根据表中数据，请在图35所给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点图35图36(2)如图36所示，当1、2两端所加电压上升至2 v时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻rp(符号，阻值见上表)；直流电源e(电动势3 v，内阻不计)；定值电阻：r110 k，r220 k，r340 k(限选其中之一并在图中标出)；开关s及导线若干【解析】(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小(2)当控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20 k，两端电压为2 v，电源电动势为3 v，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 k，即选用r1，电路原理图如图所示【答案】见解析传感器应用问题的分析思路物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)转换为便于测量的电学量的器件，传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集(2)信息加工、放大、传输(3)利用所获得的信息执行某种操作针对训练2如图37所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块b时，出现的情况是() 【导学号：9775