高中物理 3.13.2 認(rèn)識(shí)傳感器 傳感器的原理課件 粵教版選修32.ppt

目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 一 傳感器的概念1 傳感器 測量和探索自然界各種參數(shù)的檢測元件 2 傳感器一般由敏感元件 轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 二 傳感器的分類1 按被測量分類 加速度傳感器 速度傳感器 位移傳感器 壓力傳感器 溫度傳感器 負(fù)荷傳感器 扭矩傳感器等 2 按工作原理分類 電阻應(yīng)變式傳感器 壓電式傳感器 電容式傳感器等 3 按能量傳遞方式分類 有源傳感器和無源傳感器兩大類 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 一 二 三 三 兩種重要的傳感器1 溫度傳感器 一種將溫度變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量變化的裝置 熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的阻值隨溫度的變化而變化的特性實(shí)現(xiàn)溫度測量的 它就像人的皮膚 能感受到周圍溫度的變化 2 光電傳感器 一種將光學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的傳感器 就是物體在光照作用下其導(dǎo)電性能發(fā)生變化 如光敏電阻等 它就像人的眼睛 可以看到光線的強(qiáng)弱 在日常生活中 人們不必直接接觸 就可以控制一些機(jī)器 試舉一些生活中的例子 看哪些生活用品是通過傳感器來完成的 答案 紅外線遙控器 樓道內(nèi)的聲控?zé)?自動(dòng)門 自動(dòng)干手機(jī)等 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 一 二 一 如何理解傳感器的作用1 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 而它輸出的通常是電學(xué)量 這些輸出信號是非常微弱的 通常要經(jīng)過放大后 再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作 傳感器組成圖如下圖所示 傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成的電學(xué)量有兩類 一類是模擬量 如電阻 電壓 電流等 便于計(jì)量 光敏電阻就屬于這一類 另一類是開關(guān)量 如電路的通與斷 便于實(shí)現(xiàn)控制的功能 干簧管就屬于這一類 2 把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量后 就可以很方便地進(jìn)行測量 傳輸 處理和控制 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例1 如圖是一火警報(bào)警裝置的一部分電路示意圖 其中r2是半導(dǎo)體熱敏傳感器 它的電阻隨溫度升高而減小 a b接報(bào)警器 當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火情時(shí) 電流表的電流i和a b兩端電壓u與出現(xiàn)火情前相比 導(dǎo)學(xué)號51130048 a i變大 u變大b i變小 u變小c i變小 u變大d i變大 u變小 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 點(diǎn)撥 抓住半導(dǎo)體熱敏特性即電阻隨溫度升高而減小 接下來則用電路動(dòng)態(tài)變化的分析思路 按局部 整體 局部進(jìn)行 解析 當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火情時(shí) 溫度升高 r2電阻減小 電路的總電阻減小 總電流i總增大 路端電壓u e ir減小 i總 r r1 增大 u并 e i總 r r1 減小 通過r3的電流i3減小 通過r2的電流i i總 i3增大 d項(xiàng)對 答案 d 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 許多樓道照明燈具有這樣的功能 天黑時(shí) 出現(xiàn)聲音它就開啟 而在白天 即使有聲音它也沒有反應(yīng) 它的控制電路中可能接入的傳感器是 溫度傳感器 光傳感器 聲音傳感器 熱傳感器a b c d 答案 b解析 能感知聲音和光照情況 說明電路中接入了光傳感器和聲音傳感器 故選項(xiàng)b正確 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 二 傳感器的工作原理1 光敏電阻制成光敏電阻的材料一般是半導(dǎo)體 導(dǎo)電能力取決于載流子數(shù)目的多少 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí) 更多的電子獲得能量成為自由電子 同時(shí)也形成更多的空穴 電阻率明顯變小 光敏電阻的電阻隨光照的增強(qiáng)而減小 光照愈強(qiáng) 阻值就愈低 當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后 流過光敏電阻的電流隨光照增強(qiáng)而增大 入射光消失 電阻也逐漸恢復(fù)原值 電流也逐漸減小 光敏電阻在被光照射時(shí)電阻發(fā)生變化 這樣光敏電阻可以把光照強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻大小這個(gè)電學(xué)量 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 2 熱敏電阻和金屬熱電阻 1 熱敏電阻熱敏電阻用半導(dǎo)體材料制成 其電阻值隨溫度變化明顯 如圖為某一熱敏電阻的電阻 溫度特性曲線 在工作溫度范圍內(nèi) 電阻值隨溫度上升而增大的是正溫度系數(shù) ptc 熱敏電阻 電阻值隨溫度上升而減小的是負(fù)溫度系數(shù) ntc 熱敏電阻 2 金屬熱電阻有些金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 這樣的金屬也可以制作溫度傳感器 稱為金屬熱電阻 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 例2 多選 有定值電阻 熱敏電阻 光敏電阻三只元件 將這三只元件分別接入如圖所示電路中的a b兩點(diǎn)后 用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中 觀察歐姆表的示數(shù) 下列說法中正確的是 導(dǎo)學(xué)號51130049 a 置入熱水中與不置入熱水中相比 歐姆表示數(shù)變化較大的一定是熱敏電阻b 置入熱水中與不置入熱水中相比 歐姆表示數(shù)不變化的一定是定值電阻c 用黑紙包住與不用黑紙包住相比 歐姆表示數(shù)變化較大的一定是光敏電阻d 用黑紙包住與不用黑紙包住相比 歐姆表示數(shù)相同的一定是定值電阻 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 解析 此題考查了熱敏電阻 光敏電阻 定值電阻的特性 熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化 定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度變化 光敏電阻的阻值隨光照變化而變化 定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照變化而變化 答案 ac 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 如圖所示 電源兩端的電壓恒定 l為小燈泡 r為光敏電阻 d為發(fā)光二極管 電流越大 發(fā)光越強(qiáng) 且r與d距離不變 p為滑動(dòng)變阻器觸頭 下列說法中正確的是 a 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí) l消耗的功率增大b 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí) l消耗的功率減小c 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí) l消耗的功率可能不變d 無論怎