2011高考物理一轮复习 9.6 传感器总教案VIP

1 1 传感器及其工作原理传感器及其工作原理 一 传感器 1 传感器是指这样一类元件 它能够感受诸如力 温度 光 声 化学成分等 量 并能把它们 按照一定的规律转换为电压 电流等 量 或转换为电路的通断 把非电学量转换为电学量以后 就可以很方便地进行测量 传输 处理和控制了 传感器是一种采集信息的重要器件 2 传感器一般由敏感元件和输出部分组成 通过敏感元件获取外界信息并转换 信号 通过输出部 分输出 然后经控制器分析处理 3 常见的传感器有 力传感器 气敏传感器 超声波传感器 磁敏传感器等 二 常见传感器元件 1 光敏电阻 光敏电阻的材料是一种半导体 无光照时 载流子极少 导电性能不好 随着光照的增强 载流子增多 导电性能变好 光敏电阻能够把 这个光学量转换为电阻这个电学量 它就象人的 眼睛 可以看到光线的强弱 2 金属热电阻和热敏电阻 金属热电阻的电阻率随温度的升高而 用金属丝可以制作 传 感器 称为 它能用把 这个热学量转换为 这个电学量 热敏电阻的电阻率则 可以随温度的升高而 或 与热敏电阻相比 金属热电阻的 好 测温范围 但 较差 3 电容式位移传感器能够把物体的 这个力学量转换为 这个电学量 4 霍尔元件能够把 这个磁学量转换为电压这个电学量 2 传感器的应用实例 一 一 力传感器的应用 电子秤 1 电子秤理有 片 电压放大器 模数转换器微处理器和数字显示器等器件 电 阻应变片受到力的作用时 它的 会发生变化 把应变片放在合适的电路中 他能够把 物体 这个力学量转换为 这个电学量 因而电子 秤是 的应用 2 工作原理 如图 6 2 1 所示 弹簧钢制成的梁形元件右端固定 在 梁的上下表面各贴一个应变片 在梁的自由端施力 F 则梁发生弯 曲 上表面拉伸 下表面压缩 上表面应变片的 电阻 下表面应变片的电阻变小 F 越大 弯曲形变 应变片的阻值变化就越大 如果让应变片中 通过的电流保持恒定 那末上面应变片两端的电压变大 下面应变片两端的 电压变小 传感器把这两个电压的差值输出 外力越大 输出的电压差值也就 二 声传感器的应用 话筒 1 话筒是一种常用的 其作用是把 转换成 话筒分为 等几种 2 电容式话筒 原理 是绝缘支架 薄金属膜和固定电极形成一个电容器 被直流电源充电 当 声波使膜片振动时 电容发生变化 电路中形成变化的电流 于是电阻 R 两端就输出了与声音 变化规律相同的电压 3 驻极体话筒 它的特点是 其工作原理同电容式话筒 只是其内部感受声波的是 三 温度传感器的应用 电熨斗 1 在电熨斗中 装有双金属片温度传感器 其作用是 当温度发生变化时 双金属片的 不同 从而能控制电路的通断 2 电熨斗的自动控温原理 常温下 上 下触点是接触的 但温度过高时 由于双金属片受热膨胀系数不同 上部金属膨胀 下部金属膨胀 则双金属片向下弯曲 使触点分离 从而切断电源 停止加热 温 度降低后 双金属片恢复原状 重新接通电源 从而保持温度不变 四 温度传感器的应用 电饭锅 1 电饭锅中的温度传感器主要元件是 它的特点是 常温下具有铁磁性 能够被磁 铁吸引 但是上升到约 103 时 就失去了磁性 不能被磁体吸引了 这个温度在物理学 中称为该材料的 居里温度 或 居里点 2 感温铁氧体是用 和 混合烧制而成的 五 温度传感器的应用 测温仪 1 温度传感器可以把 转换成电信号 由指针式仪表或数字式仪表显示出来 2 测温仪中的测温元件可以是 等 还可以是 等 六 光传感器的应用 鼠标器 火灾报警器 1 机械式鼠标器机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有红外发射管和红外接受管 两个红外接受管就是两个 2 有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的 其带孔的罩子内装有发光二极管 LED 光 电三极管和不透明的挡板 平时光电三极管收不到 LED 发出的光 呈现高电阻状态 烟雾进入罩内后对光 有散射作用 使部分光线照射到光电三极管上 其电阻变小 与传感器连接的电路检测出这种变化 就会 发出警报 3 传感器的应用实例 普通二极管和发光二极管 二极管具有 导电性 发光二极管除了具有单向导电性外 导电时还能 普通的发光二极管是用磷化镓和磷 砷化镓等半导体材料制成 直接将电能转化为光能 该类发光二极管的正向导通电压大于 1 8v 晶体三极管 晶体三极管能够把微弱的信号 晶体三极管的三极分别为发射极 e 基极 b 和集电极 c 传感器输出的电流或电压很 用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍 三极管的放大 作用表现为基极 b 的电流对电极 c 的电流起了控制作用 逻辑电路 对于与门电路 只要一个输入端输入为 则输出端一 定是 反之 只有当所有输入都同时为 输出才是 对于或门电路 只要有一个输入 则输出一定是 反之 只 有当所有输入都同时为 时 输出才是 非门电路中 当输入为 时 输出总是 当输入为 时 输出反而是 非门电路也称为反相器 斯密特触发器是具有特殊功能的非门 某种电子秤的原 理示意图 高考应试得分技巧高考应试得分技巧 高考对考生心理素质 知识和能力 应变能力 分析问题和解决问题的能力 创新能高考对考生心理素质 知识和能力 应变能力 分析问题和解决问题的能力 创新能 力全面考查 高考是考生在规定的时间内 规定的考场内独立解答高考试题 高考是人生力全面考查 高考是考生在规定的时间内 规定的考场内独立解答高考试题 高考是人生 成长中的一个重要环节 高考的成功将为你的人生添上新的辉煌 要想在高考中取胜 除成长中的一个重要环节 高考的成功将为你的人生添上新的辉煌 要想在高考中取胜 除 了具备坚实的知识基础 较高的学习潜能之外 最重要的就是在考场中具有敏捷 准确的了具备坚实的知识基础 较高的学习潜能之外 最重要的就是在考场中具有敏捷 准确的 思维 较高的解题速度 思维 较高的解题速度 一 审题是解题的关键 1 冷静审题 读懂看清题意再做题 看到陈题不要太激动 看看是否有陷阱 遇到新 题型 不要紧张 要沉着应对 有的新题型 如果把物理模型建立好 往往是 高起点 低 落点 的题 一句话 那就是尽量保持一颗平常心 2 首先要审关键字 词 句 对重要的内容用笔画上 3 多方获取信息 读题做到由粗读到细读 多角度获取信息 关键部分要咬文嚼字 捕捉有效信息 同时要排除干扰信息 实现化难为易 4 深入推敲 挖掘隐含条件和隐含信息 这些信息可能包含在物理情景之内 物理规 律和生活常识之中 也可能在隐含在题叙述中的一些关键字内 图形和表格之中 深挖隐 含条件是解题的关键 5 在审题过程中画过程图 情景图 示意图和受力图 可将复杂 抽象的物理问题简 单化 形象化 有利于弄清物理过程 物理状态 分段 区间 形成正确的物理图景 建 立正确的物理模型 有时准确的作图会带来事半功倍的奇效 因而准备好答题工具 如 三角板 圆规等 是应试的良好习惯 6 对全新的物理情景要学会知识的迁移 把完全陌生的问题转化为熟悉的物理模型 然后进行求解 二 规范解题是考试成功的有力保证 1 规范思维 规范答题 抓采分点 要做到 1 要有必要的文字说明 要有必要的文字说明 包括 要指明研究对象 准确画出受力图 运动示意 图 电路图 光路图或有关图象 要指明物理过程及其始 末状态 要指明正方向 或零位置 物理量题中的符号不能更改 自设符号要说明含义 2 要分步解题 不要一步到位 不要跨步 尽可能减少连等式 3 求得的结果应有文字方程和代入题给数据的算式 最后结果应有准确的数值和单 位 必要时加以讨论和说明 4 对于不会做的题不要放弃 也要根据相关的物理规律写出相应的步骤 争取拿步 骤分 2 物理解题表述总的原则 说理要充分 层次要清楚 逻辑要严谨 语言要规范 文 字要简捷 3 实验题的接线 作图要认真 不要潦草 如电路不能断线 不能存在断点 不能接 错 接线时尽量不要交叉 同时注意的有效数字问题 4 注意书写规范清晰 注意字母的大小写 书写时字不能太小 书写不能太轻 当然 字也不能太大 答题时 应该合理地安排试卷的