传感器及其应用（学生用）.doc

传感器及其应用
学习目标：
1、知道什么是传感器；
2、了解常见的传感器及其工作原理。
学习过程：
活动一、阅读课本P51-63，完成知识准备：
1、定义：
传感器---
2、常见几种传感器的工作原理：
①电子秤使用的测力装置是____________，常用的一种是由金属梁和___________组成的，应变片是一种敏感元件，多用半导体材料制成。应变片能把物体______________________这个力学量转换的________这个电学量。
②话筒是一种常用的传感器，其作用是将________转换为________。动圈式话筒是根据____________________________原理将____________转换为______________信号的。电容式话筒中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成____________，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的_____________。
③电熨斗装有__________传感器，其作用是__________________________，电饭锅中温度传感器的元件是_________________________，是用_______________、________________、___________________混合烧结而成的。它的特点是：常温下具有_____________，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了，这个温度在物理学中称为该材料的“_______________”或“__________________”。
④日光灯启动器中的___________，其外层材料的热膨胀系数__________内层材料的热膨胀系数。电熨斗中的双金属片，其上层材料的热膨胀系数___________下层材料的热膨胀系数。
⑤机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有_____________及________________，两个红外接收管就是两个光传感器，接收到的是断续的______________，输出相应的_____________信号。
⑥烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现_______________电阻状态，当有烟雾时因其对光的散射作用，使部分光线照射到光照射到三极管上，其电阻变_____________，与传感器连接的电路检测到这种变化，就会发出警报。
活动二、阅读课本P51-63，了解常用的敏感元件：
①热敏电阻和金属热电阻---温度传感器
②光敏电阻---光传感器
③应变片---电子秤
④电容器---位移传感器或水深传感器、话筒
⑤霍尔元件---霍尔传感器
⑥双金属片---电熨斗、日光灯的启动器
⑦感温铁氧体---电饭锅
⑧光电二极管---鼠标、火灾报警器
活动三、阅读课本P51-63，了解传感器分类及应用：
①力传感器：将力转换为电压
应用：电子秤
②声传感器: 将声信号转换为电信号
应用：话筒（动圈式和电容式）
③温度传感器: 将温度转换为电信号或电路的通断
应用：电熨斗、电饭锅、测温仪
④光传感器:将光信号转换为电信号
应用：光传感器---鼠标器、火灾报警器
活动四、阅读课本P64-65，熟悉传感器的应用实验：
1、分析光控开关电路工作原理

2、分析温度报警器电路工作原理

传感器反馈训练：
一、选择题：
1、下列元件利用了光传感器的是 （ ）
A．火灾报警器 B．电饭锅 C．测温仪 D．加速度计
2、下列说法正确的是 （ ）
A．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
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
3、如图1所示，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，当开头S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射R4时 （ ）
A． R4的阻值变小，a点电势高于b点电势
B．R4的阻值变小，a点电势低于b点电势
C．R4的阻值变大，a点电势高于b点电势
D．R4的阻值变大，a点电势低于b点电势
4、有一热敏电阻的电阻值随温度变化的R-t图像如图2所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，再把欧姆表上的电阻值转换成温度值．现想使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜（设在温度范围内，欧姆表的倍率不变） （ ）
A．t1~t2段
B．t2~t3段
C．t3~t4段
D．t1~t4段
5、传感器是一种采集信息的重要器件，如图3所示，是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么 ( )
A．若电容减小，则力F增大
B．若电容增大则力F减小
C．若电容变大，则力F增大
D．以上说法都不对

6、霍尔元件能转换哪两个物理量 （ ）
A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C．把力这个力学量转换成电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量

7、用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是 （ ）
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器

8、关于动圈式话筒的工作原理，下列说法中正确的是（ ）
A．增加音圈的匝数可以提高话筒的灵敏度
B．增加磁铁的磁性可以提高话筒的灵敏度
C．音圈中产生感应电流的频率与振膜振动频率相同
D．音圈中产生的感应电流的大小与振膜的振幅无关
9、关于电子秤中应变式传感器的说法中正确的是（ ）
A．应变片是由导体材料制成的
B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之电阻变小
C．传感器输出的是应变片上的电压
D．外力越大，输出的电压差值也越大

10、电饭煲的工作原理
如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个控制温度，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时，会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。限流电阻R1=R2=500Ω，加热电阻比R=50Ω，两灯电阻不计。
⑴分析电饭煲的工作原理
⑵计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的功率之比。