高二物理3-2第六章传感器浅析.ppt

人教版新课标高中物理选修3-2 生活中常见传感器 一、什么是传感器 阅读课本思考问题： （1）什么是传感器？ （2）传感器的作用是什么？ 传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制 二、几种制作传感器的元器件 (1)、材料： (2)、特点： (3)、作用： 电阻率随光照强度变化，光照越强，导电性能越好，电阻越小。 将非电学量光照强度转换为电学量电阻。 多为半导体材料，如硫化镉。 1、光敏电阻 二、几种制作传感器的元器件 金属热电阻 热敏电阻 2、 2、热敏电阻和金属热电阻 金属热电阻 热敏电阻 R 电阻－温度特性曲线 金属 热敏电阻 T 常用材料铂 特点：金属电阻率随温度升高而增大 特点：温度升高，导电能力增强，电阻变小。 二者区别： 半导体材料 二、几种制作传感器的元器件 与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好， 测温范围大，但灵敏度较差。 共同作用： 将非电学量温度转换为电学量电阻 3、电容式传感器 二、几种制作传感器的元器件 电容式位移传感器示意图 被测物体 x 电容器极板 电介质板 作用 将非电学量位移转换为电学量电容。 二、几种制作传感器的元器件 4、霍尔元件 N M F B E I UH （1）材料：半导体 如：砷化铟 （2）工作原理图 （3）霍尔电压: 一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH 的变化就与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。 (4)作用：霍尔元件能够把___________这个磁学量转换为____这个电学量 磁感应强度 电压 k——霍尔系数，与薄片材料有关 d——薄片厚度 1、如图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（ ） 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 AC 学以致用 2：如图是一种火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ） 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 R1 R2 R3 A a b E r B 学以致用 人教版新课标高中物理选修3-2 传感器应用的一般模式 传感器 放大转 换电路 执行机构 显示器 计算机系统 一、力传感器的应用—电子秤 （1）电子秤使用的测力装置是什么？它主要由什么元件组成的？ （2）简述力传感器的工作原理。 （3）应变片能够把什么非电学量转化为什么电学量？ 金属梁、应变片(①半导体材料②受力 形变时电阻变，拉伸时电阻变大 ，压缩时电阻变小) 作用：将力→电阻→电压 二、声传感器的应用—话筒 （1）话筒的作用是什么？ （2）说明动圈式话筒的工作原理。 （3）说明电容式话筒的工作原理。 （4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？ 将声音信号转换为电信号 电磁感应 可动膜片电极随声波振动，改变电容，从而形成变化的电流，电压。 原理同电容式话 筒，工作电压3-6V，体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高。 三、温度传感器的应用—电熨 斗 双金属片温度传感器原理： 利用两层金属的热膨胀系数不同，来控制电路的通断。 日光灯启动器 电熨斗 四、温度传感器的应用—电饭锅 (1)感温元件及其特点： 感温铁氧体，特点：常温下具有磁性，温度升至居里点，失去磁性。 (2)工作原理 手动按下开关，感温磁体与永磁体吸引，触点接触，电路闭合，当温度升至103℃时，感温磁体　失去磁性与永磁体分离，电路断开，且断开后不会自动复位。 五、温度传感器的应用—测温仪 热敏电阻 金属热电阻　 热电偶　 红外敏感元件　 (1)作用： (2)常见测温元件 温度传感器可以把　温度信号　转换成　电信号　，再由指针式仪表或数字式仪表显示出来．由于电信号可以远距离传输，所以应用温度传感器可以进行远距离测温． 六、光传感器的应用—鼠标 工作原理：鼠标在桌面上移动时，滚球的运动通过滚轴带动码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲。 七、光传感器的应用—火灾报警器 ②工作原理：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，其电阻变小，与传感器连接的电路检