教科版高中物理选择性必修第三册精品课件 第1章 分子动理论 1 物体是由大量分子组成的.ppt

第五章

1.认识传感器2.常见传感器的工作原理

高中同步学案优化设计

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基础落实·必备知识全过关

重难探究·能力素养全提升

目录索引

学以致用·随堂检测全达标

学习目标

1.知道什么是传感器,理解传感器的工作原理。(物理观念)

2.掌握制作传感器常用元件——光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、电阻应变片的基本特性及工作原理。(物理观念)

3.体会传感器将非电学量转化为电学量的意义。(科学思维)

4.通过对传感器原理和应用的了解,体会传感器在实际应用中的价值。(科学思维)

5.探究热敏电阻的温度特性。(科学探究)

基础落实·必备知识全过关

一、什么是传感器

1.传感器如:力、速度、加速度、温度、光

把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的信号的器件或

装置。

2.生活中常见的传感器

(1)自动门:门的上方装有传感器。

(2)楼道的声控开关:楼道中安装有传感器。

(3)自动水龙头:水龙头旁边装有传感器。

电

红外线

声

红外线

二、传感器的结构

三、传感器的分类

按感知外界信息及变换效应的不同,可将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。如:酸碱度、浓度、气味、味觉等

四、常见传感器的工作原理

1.温度传感器

(1)热敏电阻温度传感器。

热敏电阻由材料制成,其电阻随温度灵敏变化,可分为阻值随温度升高而减小的系数热敏电阻(NTC)和阻值随温度升高而增大的正温度系数热敏电阻(PTC)。

(2)热电阻温度传感器。

用制作而成,阻值随温度的升高而,可用于测温和测量流体的等。

(3)热双金属片温度传感器。

双金属片在温度变化时由于“”不同而产生的不同,可用来控制电路的,常用在温度控制装置中。

半导体

负温度

金属丝

变大

流量

膨胀系数

形变

通断

2.光传感器

(1)材料:金属或半导体。

(2)信号转换:光信号转化为信号(电流、电压)。

3.力传感器

(1)装置作用:把力学量转换为电学量。

(2)敏感元件:。

(3)信号输出:。

(4)工作原理:

(5)常见应用:电子秤。

电

应变片

电压差

情境链接

传感器是一种采集信息的重要器件,一种由电容器作为传感器来测定压力变化的电路如图所示,当待测压力F向上压膜片电极时,电路中有电流吗?如果有,流过灵敏电流计的电流方向是从b到a吗?如果没有,请说明理由。

提示有。根据平行金属板电容表达式,若F向上压膜片电极,则两极板的板间距d减小,则电容C增大,电源对电容器进行充电,外电路中产生顺时针方向的瞬时电流,直到再次充满,所以F向上压膜片电极,电路中有从b到a的电流。

教材拓展

阅读教材P121“发展空间”——《CCD图像传感器》,请回答:该传感器的作用是什么?

提示CCD是一种半导体器件,能够把光学影像转化为数字信号。

易错辨析

(1)传感器只能感受温度和光两个物理量。()

(2)随着光照的增强,光敏电阻的电阻值逐渐增大。()

(3)只有热敏电阻才能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。()

(4)电子秤使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号。

()

(5)话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号。()

×

×

×

√

×

重难探究·能力素养全提升

探究点一对传感器的认识

为解决楼道里的照明问题,在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接。当楼道内有人走动而发出声响时,电灯即与电源接通而发光,这种传感器是什么传感器?它的输入、输出信号各是什么?

提示它是声电传感器,输入的是声信号,输出的是电信号。

1.传感器的组成和工作流程

(1)传感器的组成。

①敏感元件:相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、力敏、湿敏等)制成的。

②转换元件:传感器中能将敏感元件输出且与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件。

③转换电路:将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如电压、电流、电阻等。

(2)传感器的工作流程。

非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量

2.传感器的原理

传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等。这些输出的信号是非常微弱的,通常需要经过放大后,再传送给控制系统产生各种控制动作。

【例1】全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举