资源描述
,1,传感器,2,温度传感器和光传感器,第三章,传感器,1/28,学习目标,1.,了解什么是传感器，感受传感技术在信息时代作用与意义,.,2.,了解热敏电阻、敏感元件特征,.,3.,了解几个温度传感器及光传感器原理,.,2/28,内容索引,自主预习,预习新知 扎实基础,重点探究,启迪思维 探究重点,达标检测,检测评价 达标过关,3/28,自主预习,4/28,一、传感器,1.,定义：把被测非电信息，按一定规律转换成与之对应,器件或装置,.,2.,组成：普通由,和,组成,.,(1),敏感元件：将要测量,变换成易于测量物理量，形成,.,(2),处理电路：将敏感元件输出,转换成便于显示、统计、处理和控制,.,电信息,敏感元件,处理电路,非电信息,电信号,电信号,电学量,5/28,3.,敏感元件原理,(1),物理类：基于力、热、光、电磁和声等,；,(2),化学类：基于,原理；,(3),生物类：基于酶、抗体和激素等分子,功效,.,物理效应,化学反应,识别,6/28,二、温度传感器,1.,分类,(1),热双金属片温度传感器,.,(2),热电阻传感器,.,(3),热敏电阻传感器,.,NTC,型：电阻值随温度升高而,.,PTC,型：电阻值随温度升高而,.,2.,作用,将,改变转换为电学量改变，经过测量传感器元件电学量随温度改变来实现温度测量,.,减小,增大,温度,7/28,三、光传感器,1.,原理：一些金属或半导体材料，在电路中受到光照时，产生,或,，实现,向电信号转化,.,2.,作用：感知,改变或,变换，使,“,机器,”,作出反应,.,电流,电压,光线,场景,光信号,8/28,即学即用,1.,判断以下说法正误,.,(1),传感器能够把非电学量转化为电学量,.(,),(2),热敏电阻阻值随温度升高而增大,.(,),(3),干簧管能够感知磁场，接入电路，相当于开关作用,.(,),(4),光敏电阻阻值随光线强弱而改变，光照越强电阻越小,.(,),答案,9/28,2.,如图,1,所表示，,R,1,为定值电阻，,R,2,为负温度系数热敏电阻，,L,为小灯泡，当温度降低时，电流表读数,(,填,“,变大,”,或,“,变小,”,),，小灯泡亮度,(,填,“,变亮,”,或,“,变暗,”,).,答案,图,1,变小,变亮,10/28,重点探究,11/28,导学探究,当你走进一座大楼时，大堂自动门是怎样,“,看到,”,你而自动打开？,一、传感器,答案,答案,人体发出红外线被传感器接收后传给自动控制装置电动机，实现自动开关门,.,12/28,知识深化,1.,传感器原理：,非电学量,传感器,(,敏感元件、转换器件、转换电路,),电学量,2.,在分析传感器时要明确：,(1),关键元件是什么；,(2),是怎样将非电学量转化为电学量；,(3),是怎样显示或控制开关,.,13/28,解析,把电压表接在,b,、,c,之间，油量增加时，,R,减小，电压表示数减小；油量降低时，,R,增大，电压表示数增大,.,把电压表接在,c,、,d,之间，油量增加时，,R,减小，电路中电流增大，则,R,两端电压增大，电压表示数增大，同理，油量降低时，电压表示数减小,.,例,1,如图,2,是一个测定油箱油量多少或改变多少装置,.,其中电源电压保持不变，,R,是滑动变阻器，它金属滑片是金属杆,一端,.,在装置中使用了一只电压表,(,图中没有画出,),，经过,观察电压表示数能够了解油量情况,.,若将电压表分别接在,b,、,c,之间与,c,、,d,之间，当油量改变时，电压表示数,怎样改变？,图,2,答案,解析,答案,看法析,14/28,导学探究,如图,3,所表示，将多用电表选择开关置于欧姆挡，再将电表两支表笔与负温度系数热敏电阻,R,T,(,温度升高，电阻减小,),两端相连，这时表针恰好指在刻度盘正中央,.,若在,R,T,上擦一些酒精，表针将怎样偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将怎样偏转？,二、温度传感器,图,3,答案,答案,因为酒精蒸发，热敏电阻,R,T,温度降低，电阻值增大，表针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻,R,T,温度升高，电阻值减小，表针将向右偏,.,15/28,知识深化,1.,温度传感器作用：将温度改变转换为电学量改变,.,2.,常见温度传感器,(1),热双金属片温度传感器,原理：两种膨胀系数相差较大不一样金属片制成一体，温度升高时，双金属片变形，可控制电路通断,.,应用：日光灯开启器，电机、电冰箱保护等,.,16/28,(2),热电阻传感器,原理：用金属丝制作感温电阻叫热电阻，当外界温度,t,发生改变时，其电阻值按,R,R,0,(1,t,),规律改变,(,为温度系数，,R,0,为,t,0,时导体电阻,).,应用：测温度、测流量等,.,(3),热敏电阻传感器,原理：半导体热敏电阻阻值随温度改变而改变,.,应用：测温、温度控制或过热保护等,.,分类：正温度系数热敏电阻,(PTC),，它电阻随温度升高而增大,.,负温度系数热敏电阻,(NTC),，它电阻随温度升高而减小,.,17/28,例,2,(,多项选择,),在温控电路中，经过热敏电阻阻值随温度改变可实现对电路相关物理量控制,.,如图,4,所表示电路，,R,1,为定值电阻，,R,2,为半导体热敏电阻,(,温度越高电阻越小,),，,C,为电容器,.,当环境温度降低时,A.,电容器,C,带电荷量增大,B.,电压表读数增大,C.,电容器,C,两板间电场强度减小,D.,R,1,消耗功率增大,答案,解析,图,4,18/28,解析,当环境温度降低时，,R,2,变大，电路总电阻变大，由,I,知,I,变小，又,U,E,Ir,，电压表读数,U,增大，,B,正确；,又由,P,1,I,2,R,1,可知，,R,1,消耗功率,P,1,变小，,D,错误；,电容器两板间电压,U,2,U,U,1,，,U,1,IR,1,，可知,U,1,变小，,U,2,变大，由场强,E,，,Q,CU,2,可知，,Q,、,E,都增大，故,A,正确，,C,错误,.,19/28,导学探究,如图,5,所表示为光电式烟尘浓度计原理图，请阅读教材，然后简述其工作原理,.,三、光传感器,图,5,答案,20/28,答案,光源,1,发出光线经半透半反镜,3,，分成两束强度相等光线,.,一路光线直接抵达光电转换电路,7,上，产生作为被测烟尘浓度参比信号,.,另一路光线经反射镜,4,穿过被测烟尘,5,抵达光电转换电路,6,上，其中一部分光线被烟尘吸收或散射而衰减，烟尘浓度越高，光线衰减量越大，抵达光电转换电路,6,光就越弱,.,两路光线分别转换成电压信号,U,1,、,U,2,，假如,U,1,U,2,，说明被测光路上没有烟尘；相反，假如,U,1,、,U,2,相差较大，说明烟尘较大，所以可用二者之比，算出被测烟尘浓度,.,21/28,例,3,(,多项选择,),如图,6,所表示，,R,1,、,R,2,为定值电阻，,L,为小灯泡，,R,3,为光敏电阻，当入射光强度增大时,A.,电压表示数增大,B.,R,2,中电流减小,C.,小灯泡功率增大,D.,电路路端电压增大,图,6,答案,解析,22/28,解析,当入射光强度增大时，,R,3,阻值减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，,R,1,两端电压增大，从而电压表示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，,A,项正确，,D,项错误,.,因路端电压减小，而,R,1,两端电压增大，故,R,2,两端电压必减小，则,R,2,中电流减小，故,B,项正确,.,结合干路电流增大知流过小灯泡电流必增大，故小灯泡功率增大，,C,项正确,.,23/28,含有热敏电阻、光敏电阻电路动态分析步骤：,(1),明确热敏电阻,(,或光敏电阻,),阻值随温度,(,或光照强度,),增加是增大还是减小,.,(2),分析整个回路电阻增减、电流增减,.,(3),分析部分电路电压、电流怎样改变,.,技巧点拨,24/28,达标检测,25/28,解析,大多数传感器是由半导体材料制成，一些金属也能够制成传感器，如金属热电阻，故,A,错，,B,对；,传感器将非电学量转换为电学量，所以传感器感知应该是,“,非电信号,”,，故,C,错；,水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，所以不是传感器，故,D,错,.,1.(,对传感器了解,),关于传感器，以下说法正确是,A.,全部传感器都是由半导体材料制成,B.,金属材料也能够制成传感器,C.,传感器主要是经过感知电压改变来传递信号,D.,水银温度计是一个传感器,答案,解析,1,2,3,26/28,解析,滑动触头,P,左移，滑动变阻器接入电路电阻减小，流过二极管电流增大，从而发光增强，使光敏电阻,R,减小，最终到达增大流过灯泡电流效果,.,2.(,光敏电阻特征,),如图,7,所表示电路中，电源两端电压恒定，,L,为小灯泡，,R,为光敏电阻，,R,和,L,中间用挡板,(,未画出,),隔开，,LED,为发光二极管,(,电流越大，发出光越强,),，且,R,与,LED,间距不变，以下说法中正确是,A.,当滑动触头,P,向左移动时，,L,消耗功率增大,B.,当滑动触头,P,向左移动时，,L,消耗功率减小,C.,当滑动触头,P,向右移动时，,L,消耗功率可能不变,D.,不论怎样移动滑动触头,P,，,L,消耗功率都不变,答案,解析,1,2,3,图,7,27/28,解析,假如,R,为金属热电阻，则读数变大，但不会非常显著，故,A,、,B,均错；,假如,R,为热敏电阻，读数改变非常显著，故,C,对，,D,错,.,3.(,热敏电阻特征,),如图,8,所表示是观察电阻,R,阻值随温度改变情况示意图，现在把杯中水由冷水变为热水，关于欧姆表读数改变情况正确是,A.,假如,R,为金属热电阻，读数变大，且改变非常显著,B.,假如,R,为金属热电阻，读数变小，且改变不显著,C.,假如,R,为热敏电阻,(,用半导体材料制作,),，读数改变,非常显著,D.,假如,R,为热敏电阻,(,用半导体材料制作,),，读数改变不显著,答案,解析,1,2,3,图,8,28/28,
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