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第五章传感器

第1节认识传感器

第2节常见传感器的工作原理及应用

【素养目标】

了解传感器的概念,知道非电学量转化为电学量的技术意义,感受传感器在信息时代的作用。

2.通过实验知道光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的工作原理、性能及作用。

【必备知识】

知识点一、认识传感器

1、传感器：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断的元件。

2、大多数传感器是以物理原理为基础制作的。

3、传感器的分类

（1）根据被测量的不同，可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器。

（2）根据具体工作原理的不同，可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。

知识点二、常见的传感器

1、光敏电阻

(1)特点:光照越强,电阻越小。

(2)原因: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,导电性变好。

(3)作用:把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

2、热敏电阻和金属热电阻

温馨提示：热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小。正温度系数的热敏电阻(PTC),其阻值随温度的升高而增大,而负温度系数的热敏电阻(NTC),其阻值随温度的升高而减小。若题目中无特别说明,一般是指负温度系数的热敏电阻。

电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏原件。

电容式传感器

电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间的距离d以及极板间的电介质这三个因素。如果某个物理量的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么，通过测定电容器的电容就可以确定这个物理量的变化，由此可以制成电容式传感器。

5、霍尔元件

(1)构造:很小的矩形半导体薄片上,制作4个电极E、F、M、N。

(3)作用:能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。

【课堂检测】

1.手机接收到来电信号时，指示灯发光并发出声音（或振动）；拨打别人的手机，如对方接收不到信号，会听到“您拨打的用户暂时无法接通”的提示．现用两部手机、硬纸鞋盒和金属点心盒做“探究不同材料对接收电磁波的影响”实验：将一部手机先后放到鞋盒和点心盒内（盖严盒盖），再用另一部手机拨打盒内手机，参见图．在下列判断盒内手机能否接收到信号的方法中，不可靠的是（）

A.?听是否有“暂时无法接通”的提示??????????????????B.?盒内手机设为振动，触摸盒子感觉是否振动

C.?盒内手机设为响铃，听是否传出声音??????????????D.?在盒盖上开一个小孔，看盒内手机指示灯是否发光

2.如图所示，一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，则下列说法正确的是(???)

A.?在玻璃中传播速度最大的是c光

B.?三束光中，c光的光子能量最大

C.?若用三束光分别照射某金属板时均能发生光电效应，则用a光照射该金属板时逸出的光电子最大初动能最大

D.?若分别用三束光通过同一装置做光的双缝干涉实验，则c光的干涉条纹间距最大

【素养作业】

1.下列关于电磁波的说法正确的是（??）

A.?雷达使用X光来确定物体位置的设备

B.?电磁波既可能是横波，也可能是纵波

C.?均匀变化的电场可以产生恒定的磁场

D.?用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光

2.关于电磁波的应用，下列说法不正确的是（??）

A.?一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线

B.?一切物体都能够发射紫外线，如太阳、弧光灯发出的光中就包含紫外线

C.?x射线能使包在黑纸里的照相底片感光

D.?射线对人体正常细胞有很强的破坏作用

3.新冠病毒疫情已被我国有效控制。为了战胜疫情，我们的志愿者在社区、机场等公共场所不顾个人安危，为行人量体温、查信息，严防死守，确保一方平安。志愿者使用的体温探检器通过非接触的方法感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。请问这种体温探检器是利用了哪种电磁波的特性（??）

A.?红外线?????????????????????????????????B.?紫外线?????????????????????????????????C.?X射线?????????????????????????????????D.?γ射线

4.下列关于电磁波的特性和应用，说法正确的是（??）

A.?红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用来在医学上做透视人体

B.?过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康

C.?电磁波中频率最大的是γ射线，最容易用来观察衍射现象

D.?紫外线和X射线都可以使照像底片感光

5.按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是(???)