2017年高考物理一轮总复习 专题十 实验十一 传感器的简单使用课件.ppt

* 实验十一　传感器的简单使用 实验准备 　 实验目的 (1)了解传感器的工作原理，知道传感器的作用． (2)观察光敏电阻、热敏电阻和金属热电阻的阻值是如何随 光信号和热信号的变化而变化的． (3)能处理关于三种类型传感器(光电传感器、热电传感器、 电容式传感器)的问题． (2)传感器的一般应用模式：由__________、__________和 _________三个部分组成，通过敏感元件获取________并转换成 _________，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理． 图S11-1 (1)传感器：能将所感受到的诸如____、____、____、____、 _________等非电学量转换成便于测量的量(一般是电学量)的一 实验原理 力 热 光 声 化学成分 敏感元件 类元件． 转换器件 转换电路 外界信息 电信号 传感器工作过程是：通过对某一物理量敏感的元件，将感 受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量． (3)传感器的分类：______传感器、_______传感器、_____ 传感器、_______传感器、_______传感器、磁电传感器、超声 波传感器、气敏传感器等． 热电 光电 声电 电容 力电 实验器材 (1)力电传感器． 力学 电学 ①作用：把________信号(位移、速度、加速度等)转化为 ________信号(电压、电流等)． ②应用：广泛应用于社会生产、现代科技中，如安装在导 弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及 ABS 防抱死制 动系统(一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统)等． (2)光敏电阻． 大 减小 ①特点：无光照时，载流子(电流载体，如电子和离子)极 少，阻值较____；随着光照的增强，载流子增多，阻值____． ②作用：能够把光照______这个光学量转换成______这个 电学量． 强弱 电阻 ③应用：路灯的控制、鼠标器、光电计数器、烟雾报警器 等都是利用了光电传感器的原理． (3)热敏电阻． 减小 温度 电阻 ①特点：阻值会随温度的升高而________． ②作用：能把________这个热学量转换为________这个电 学量． ③应用：各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机等) 的温度控制、火警报警器、恒温箱等． (4)金属热电阻． ①特点：金属热电阻的电阻率随温度的升高而________， 相比之下，热敏电阻的灵敏度较好． 增大 ②作用：能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量． ③应用：________传感器等． 温度 静电力 洛伦兹 霍尔电压 磁感应强度 【基础检测】 关于传感器，下列说法正确的是( ) A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 B．金属材料也可以制成传感器 C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D．以上说法都不正确 答案：B 》》》考点 含传感器电路的分析 ⊙重点归纳 掌握不同传感器元件的变化规律，再结合变压器及电路的 相关规律如闭合电路欧姆定律进行分析和计算．以下是常见的 几类传感器的特点： 1．角度的电容式传感器：原理是当旋片转动时，电容器两 个彼此绝缘的金属板的正对面积发生变化，从而引起电容发生 变化．如图S11-2甲所示． 图S11-2 2．液体的电容式传感器：原理是导电液体相当于电容器的 一个极板，当液体的高度发生变化时，相当于两个极板的正对 面积发生变化，从而引起电容发生变化．如图乙所示． 3．位移的电容式传感器：原理是当电解质板插入两金属极 板间不同的距离时，随着电解质板位移的变化，电容随之变化． 如图丙所示． 4．压力的电容式传感器：原理是当作用在一个电极上的压 力改变时，金属片的形状发生变化，两金属板的距离发生变化， 电容随之改变．如图丁所示． ⊙典例剖析 例1：如图S11-3甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈 匝数比为 5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报 警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为 定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小． 图S11-3 思维点拨：(1)热敏电阻随温度的升高阻值减小，变压器负 载电阻变小，副线圈电流变大． (2)根据变压器的相关规律，分析其他物理量的变化情况． 答案：B 【考点练透】 1．如图 S11-4 所示是一火警报警器的部分电路示意图，其 中 R3 为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时，电阻 会迅速减小．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b 之间接 报警器．当传感器 R3 所在处出现火情时，显示器的电