《高中物理 第3章 傳感器 第1、2節(jié) 認(rèn)識傳感器、傳感器的原理課件 粵教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第3章 傳感器 第1、2節(jié) 認(rèn)識傳感器、傳感器的原理課件 粵教版選修3-2（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié)認(rèn)識傳感器 第二節(jié)傳感器的原理,1(多選)下列關(guān)于電能輸送的說法正確的是() A輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟 B減小輸電導(dǎo)線上功率損失的唯一方法是采用高壓輸電 C減小輸電導(dǎo)線上電壓損失的唯一方法是增大輸電線的橫截面積 D實際輸電時，要綜合考慮各種因素，如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟條件等 【答案】AD,課前自主學(xué)習(xí),2在遠(yuǎn)距離輸電時，若輸送的功率不變，使輸出電壓升高為原來的n倍，則輸電線路上因電阻而產(chǎn)生的電能損失將變?yōu)樵瓉淼?),【答案】C,3某山區(qū)小型水力發(fā)電站的發(fā)電機有穩(wěn)定的輸出電壓，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過高壓輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處村寨附近

2、的降壓變壓器，經(jīng)降壓變壓器降壓后再輸送至村寨中各用戶設(shè)變壓器都是理想的，那么隨著村寨中接入電路的用電器消耗的總功率的增加，則下列說法不正確的是() A通過升壓變壓器初級線圈中的電流變大 B升壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小 C高壓輸電線路上的電壓損失變大 D降壓變壓器次級線圈兩端的電壓變小,【答案】B 【解析】總功率變大，初級線圈電壓不變，故電流變大，次級線圈兩端電壓不變，A說法正確，B說法錯誤；高壓線路電流變大，輸送中電壓損失U損Ir變大，則降壓原線圈電壓變小，次線圈電壓也隨之變小，C、D說法正確故只有B不正確,一、傳感器 1定義：測量和探究自然界各種______的檢測元件，對應(yīng)于被測量，能給

3、出易于處理的__________ 的變換器 2作用：能將被測的____________，轉(zhuǎn)換為各種易于測量的________,參數(shù),輸出信號,非電學(xué)量,電信號,3組成及原理,感覺器官,一定關(guān)系,電學(xué)量,電學(xué)量,電學(xué)量,4分類,速度,溫度,電容式,渦流式,熱電式,電阻式,電感式,二、溫度傳感器的原理 1作用：將溫度變化轉(zhuǎn)換為__________變化，通過測量傳感器元件的電學(xué)量隨溫度變化來實現(xiàn)溫度的測量 2熱敏電阻的特性：熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而______，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而______ 3應(yīng)用：__________、空調(diào)機

4、、__________、微波爐等,電學(xué)量,增大,減小,電飯煲,電熱水器,三、光電傳感器的工作原理 1應(yīng)用：路燈光電開關(guān)電路和紅外樓道照明開關(guān)電路 2光敏電阻特性：光敏電阻的阻值隨光照變強而______ 3作用：將光學(xué)量變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化,減小,下圖中，水箱水位自動報警器是如何工作的？ 【答案】正常生產(chǎn)時，水位較高繼電器中的線圈有電流通過，銜鐵1被向下吸引，與觸頭2接觸，B燈亮 水位下降到一定高度后，繼電器中線圈沒有電流通過了，則銜鐵1與觸頭3接觸，A燈亮,,四、熱敏、光敏電阻特性的探究 1研究熱敏電阻的熱敏特性 (1)按照如下圖所示將熱敏電阻連入電路中，多用電表的兩支表筆分別與熱敏電阻的兩

5、端相連，燒杯中倒入少量冷水,,(2)將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，選擇合適的倍率，并進行歐姆調(diào)零 (3)待溫度計示數(shù)穩(wěn)定后，把測得的溫度、電阻值填入表中 (4)分幾次向燒杯中倒入少量熱水，測得幾組溫度、電阻值填入表中 (5)在坐標(biāo)紙上，描繪出熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的Rt圖線 (6)結(jié)論：該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大，變化是不均勻的.,2.研究光敏電阻的光敏特性 (1)按照下圖所示將光敏電阻連入電路中，多用電表的兩支表筆分別與光敏電阻的兩端相連 (2)將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，選擇合適的倍率，并進行歐姆調(diào)零,,(3)在正常的光照下，把測得的電阻值填入下表

6、中 (4)將手張開，放在光敏電阻的上方，上下移動手掌，觀察阻值的變化，記錄不同情況下的阻值，將測量結(jié)果填入下表中. (5)結(jié)論：光敏電阻的阻值被光照射時發(fā)生變化，光照增強電阻變小，光照減弱電阻變大,如下圖所示為乳牛的自動喂水器，當(dāng)液面降低時，閥門在浮球的帶動下打開，水自動流出來，試說明該裝置是不是傳感器，并簡單敘述原因 【答案】由于該裝置沒有把非電學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號，所以嚴(yán)格來講不屬于傳感器.,,乳牛自動喂水器,1傳感器的原理 傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的大多是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等，這些輸出信號是非常微弱的，一般要經(jīng)過放大等處理

7、后，再通過控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作 2傳感器的分類 目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，常用的分類方法有兩個：,課堂優(yōu)化整合,(1)按輸入量分類，如輸入量分別為溫度、壓力、位移、速度、加速度等非電學(xué)量時，相應(yīng)的傳感器稱為溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器 (2)按傳感器的工作原理分類，可分為電阻傳感器、電容傳感器、電感傳感器、電壓傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、光柵傳感器等,3在分析傳感器時要明確 (1)核心元件是什么 (2)是怎樣將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的 (3)是如何顯示的或如何控制開關(guān)的,如圖所示，為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻此

8、光電計數(shù)器的基本工作原理是() A當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓 B當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓 C信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次 D信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次,例 1,,解析：光電計數(shù)器工作原理：當(dāng)有物體擋住射到光敏電阻R1的光照時，R1電阻增大，電路中電流減小，R2兩端電壓降低，信號處理系統(tǒng)得到低電壓，計數(shù)器每由高電壓轉(zhuǎn)到低電壓，就計一個數(shù)，從而達(dá)到自動計數(shù)的目的 答案：AC,1關(guān)于傳感器，下列說法正確的是() A所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的 B金屬材料也可以制成傳感器 C傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的 D水銀溫度計是一種傳感器

9、【答案】B 【解析】大多數(shù)傳感器是由半導(dǎo)體材料制成的，某些金屬也可以制成傳感器，如金屬熱電阻，故A錯，B對；傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，因此傳感器感知的應(yīng)該是“非電信號”，故C錯；水銀溫度計能感受熱學(xué)量，但不能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，因此不是傳感器，故D錯,1熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，它們有什么區(qū)別？ 從溫度變化對導(dǎo)電性能的影響上來講，溫度升高，熱敏電阻減??；金屬熱電阻增大從化學(xué)穩(wěn)定性上講，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測溫范圍大，而熱敏電阻的靈敏度較好 2熱敏電阻的用途十分廣泛，主要應(yīng)用于什么地方？ (1)利用電阻的溫度特性來測量溫度、控制溫度和元件、器件、電

10、路的溫度補償,(2)利用非線性特性完成穩(wěn)壓、限幅、開關(guān)、過流保護作用 (3)利用不同介質(zhì)中熱耗散特征的差異測量流量、流速、液面、熱導(dǎo)、真空度等 (4)利用熱慣性作為時間延遲器,3對于熱敏電阻來講，分為正溫度系數(shù)電阻和負(fù)溫度系數(shù)電阻，熱敏電阻和金屬熱電阻分別屬于哪種電阻？ 正溫度系數(shù)電阻是指溫度升高電阻增大的電阻，負(fù)溫度系數(shù)電阻是指溫度升高而電阻降低的電阻，金屬熱電阻屬于正溫度系數(shù)電阻，熱敏電阻屬于負(fù)溫度系數(shù)電阻,如下圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時() AR1兩端的電壓增大B電流表的示數(shù)增大 C小燈泡的亮度變強 D小燈泡的亮度變?nèi)?例 2,,解析：

11、R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)變小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項均錯 答案：C 題后反思 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小的電阻,2將萬用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再將萬用表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT(阻值隨溫度升高而降低)的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的正中間若往R上擦一些酒精，表針將向________(填“左”或“右”)移動；若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________(填“左”或“右”)移動 【答案】左右 【解析】若往RT上擦

12、一些酒精，由于酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，所以電流減小，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，電阻RT溫度升高，電阻值減小，電流增大，指針向右偏,1可制成熱敏電阻，把溫度的變化轉(zhuǎn)化為電信號 有的半導(dǎo)體，在溫度升高時電阻減小得非常迅速，它能將溫度變化轉(zhuǎn)化成電信號，測量這種電信號，就能知道溫度的變化情況 如自動防火報警器中就有這種熱敏電阻，當(dāng)溫度升高到一定值(快接近物質(zhì)的著火點)時，這種熱敏電阻的電阻值迅速減小，使電路接通，從而使警鈴發(fā)出警報 又如電子測溫儀中的熱敏電阻，能迅速地把人的體溫轉(zhuǎn)化為電信號，在顯示屏上顯示出人的體溫,2可制成光敏電阻，把光的變化轉(zhuǎn)化為電信號 有的半導(dǎo)

13、體，在光照下電阻大大減小，它能將光的變化迅速轉(zhuǎn)化為電信號，在自動控制設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用，如光電計數(shù)器就是利用光敏電阻自動計數(shù)的 3在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入微量的雜質(zhì)，可以制成晶體二極管和晶體三極管統(tǒng)稱晶體管 晶體管(二極管、三極管)、電阻、電容、電感線圈這四類電學(xué)元件組成了復(fù)雜、神秘、繽紛多彩的電子世界，從收錄機、電視機、計算機、雷達(dá)、制導(dǎo)導(dǎo)彈到人造衛(wèi)星的控制和回收都離不開它們,如下圖是變隙電感式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖它由膜盒、鐵芯、銜鐵及線圈等組成，銜鐵與膜盒的上端連在一起根據(jù)變隙電感式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖分析其工作原理,例 3,,解析：當(dāng)壓力進入膜盒時，膜盒的頂端在壓力P的作用下產(chǎn)生與壓力P大小

14、成正比的位移，于是銜鐵也發(fā)生移動，從而使氣隙發(fā)生變化，流過線圈的電流也發(fā)生相應(yīng)的變化，電流表A的指示值反映了被測壓力的大小 答案：見解析 題后反思 壓力傳感器是最基本的傳感器之一，非電學(xué)量電測系統(tǒng)一般由傳感器、測量電路和顯示記錄三部分組成變隙電感式傳感器是將“力”的變化轉(zhuǎn)變?yōu)椤半娏鳌睖y量的電測系統(tǒng)，然后送至指示器電流表，從而測得壓力的大小,3如下圖所示，是一個測定液面高度的傳感器，在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩極把這兩極接入外電路，當(dāng)外電路中的電流變化說明電容值增大時，則導(dǎo)電液體的深度h變化情況為(),,Ah增大 Bh減小 Ch不變 D無法確定 【答案】A 【解析】由題意知，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極，類似于平行板電容器的兩極當(dāng)液面高度發(fā)生變化時相當(dāng)于兩極正對面積發(fā)生變化，會引起電容的變化與平行板電容器類比可得，導(dǎo)電液體深度h增大時，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體正對面積增大，電容器的電容值變大,