高中物理 3.1 认识传感器、3.2 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传感器的原理 知识点1传感器1 定义 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 敏感元件 转换元件 2 组成 传感器由 和 三部分组成 转换电路 3 工作流程为 知识点2传感器的分类 1 按被测量分类 加速度传感器 即测量加速度的传感器 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 光敏电阻 热敏电阻 压电式传感器 电容式传感器 涡流式传感器 动圈式传感器 磁电式传感器 差动变压器式传感器等 3 按能量传递方式分类 有源传感器 无源传感器 知识点3常考的几种传感器 例题 2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家 以表彰他们发现 巨磁电阻效应 基于 巨磁电阻效应 开发的用于读取硬盘数据的技术 被认为是纳米技术的第一次真正应用 在下列有关其他电阻应用的说法中错误的 是 a 热敏电阻可应用于温度测控装置中b 光敏电阻是一种光电传感器c 电阻丝可应用于电热设备中d 电阻在电路中主要起到通过直流 阻碍交流的作用 解析 考查基本物理常识 热敏电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系 测得该热敏电阻的值即可获取温度 从而应用于温度测控装置中 a说法正确 光敏电阻是将光信号与电信号进行转换的传感器 b说法正确 电阻丝通过电流会产生热效应 可应用于电热设备中 c说法正确 电阻对直流和交流均起到阻碍的作用 d说法错误 答案 d 例题 在自动恒温装置中 某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图3 2所示 这种材料具有发热和控温双重功 图3 2 能 通电后 其电功率 a 增大后减小b 先减小后增大c 一直增大d 无法确定 答案 a 例题 许多食品加工设备 如电烤箱 都要控制在一定的 温度范围内工作 可使食品味道鲜美而不失营养 如图 所示 为电烤箱的温度控制电路 开始工作时 温度较低 电阻rt的阻值较小 随着电阻丝l不断加热 温度不断升高 电阻rt的阻值变大 使继电器的工作状态发生变化 请说明电烤箱的工作原理 它为什么能维持一定的温度范围 图3 3 答案 开始工作时 温度较低 电阻rt的阻值较小 继电器正常工作 磁铁将开关a与c接通 电热丝l加热 电烤箱的温度升高 但随着温度的升高 电阻rt的阻值变大 继电器电路中的电流减小 磁铁不能继续吸引衔铁 开关a与b接通 灯亮铃响 电烤箱停止工作 电阻丝停止加热 当温度降低到某温度时 电阻rt的温度降低 使继电器重新工作 电烤箱继续加热 如此反复 就可以使电烤箱维持在一定的温度范围 1 用遥控器调换电视机频道的过程 实际上就是传感器把 光信号转化为电信号的过程 下列属于这类传感器的是 a 红外线警报器b 走廊照明灯的声控开关c 自动洗衣机中的压力传感装置d 电饭煲中控制加热和保温的温控器 解析 红外线警报器的工作原理是 如果有人通过红外线可以察觉得到的范围 那么红外线报警器就会发出信号 并与触点接通 使灯点亮且发出警报 因此 红外线警报器的工作过程是将光信号转化为电信号 a选项正确 而b选项是将声音信号转换为电信号的过程 c选项是利用压力来传递信息的过程 d选项是通过温度来控制的过程 所以b c d均错 答案 a 题型1 光敏电阻的特性 例题 双选 如图3 1 1所示为光敏电阻自动计数器的示意图 其中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 图3 1 1 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 有光照时 r1的电阻较小 电路中的电流较大 内电压与r2两端的电压较大 r1的电压较小 无光照时 r1的电阻较大 电路中的电流较小 内电压与r2两端的电压较小 r1的电压较大 物块运动挡住光时 要记数一次 所以信号处理系统每获得一次高电压就记数一次 答案 bd 1 双选 关于光敏电阻 下列说法正确的是 ab a 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量b 硫化镉是一种半导体材料 无光照射时 载流子极少 导电性能不好c 硫化镉是一种半导体材料 无光照射时 载流子较多 导电性能良好d 半导体材料硫化镉 随着光照的增强 载流子增多 导电性能变差 题型2 热敏电阻的特性 例题 如图3 1 2所示 r1为定值电阻 r2为负温度系数的热敏电阻 负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高 而减小的热敏电阻 l为小灯泡 当温度降低时 a r1两端的电压增大b 电流表的示数增大c 小灯泡的亮度变强d 小灯泡的亮度变弱 图3 1 2 解析 r2与灯l并联后与r1串联 与电源构成闭合电路 当热敏电阻温度降低时 电阻r2增大 外电路电阻增大 电流表读数减小 灯l电压增大 灯泡亮度变强 r1两端电压减小 故c正确 其余各项均错 答案 c 2 如图3 1 3所示 将多用表的选择开关置于 欧姆 挡 再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻rt 负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻 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 移动 若用吹风机将热风吹向电阻 表针 将