201x-201x學年高中物理 第三章 第一、二節(jié) 認識傳感器 探究傳感器的原理 粵教版選修

1、整理課件 第三章 傳感器第一節(jié)認識傳感器第一節(jié)認識傳感器第二節(jié)第二節(jié) 探究傳感器原理探究傳感器原理整理課件整理課件知識點一知識點一 認識傳感器及傳感器的分類認識傳感器及傳感器的分類傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成傳感器能將所感受到的物理量分組成傳感器能將所感受到的物理量(如力、熱、如力、熱、光、聲等光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學量一般是電學量)的一的一類元件，其工作過程是通過對某一物理量敏感的元類元件，其工作過程是通過對某一物理量敏感的元件將感受到的信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信件將感受到的信號按一定規(guī)

2、律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號傳感器可以根據(jù)其被測量進行劃分號傳感器可以根據(jù)其被測量進行劃分(加速度傳感加速度傳感器、速度傳感器等器、速度傳感器等)，也可以根據(jù)其工作原理進行分，也可以根據(jù)其工作原理進行分類類(如電容傳感器、電阻傳感器、電壓式傳感器、渦如電容傳感器、電阻傳感器、電壓式傳感器、渦流式傳感器等流式傳感器等)，也可以按能量傳遞方式分類，也可以按能量傳遞方式分類(有源有源傳感器和無源傳感器等傳感器和無源傳感器等)整理課件嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用1用遙控器調(diào)換電視頻道的過程用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實際上是實際上是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程，下列屬下列屬于這類傳感

3、器的是于這類傳感器的是(A)A紅外線報警裝置紅外線報警裝置B走廊照明燈的聲控開關(guān)走廊照明燈的聲控開關(guān)C自動洗衣機中的壓力傳感器自動洗衣機中的壓力傳感器D電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器整理課件解析：解析：紅外線也是光紅外線也是光，紅外報警器裝置是把紅外報警器裝置是把光信號轉(zhuǎn)化為電信號光信號轉(zhuǎn)化為電信號，所以所以A正確；正確；B.聲控開聲控開關(guān)是把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號關(guān)是把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號電路的通電路的通斷；斷；C.壓力轉(zhuǎn)化為電信號；壓力轉(zhuǎn)化為電信號；D.把溫度轉(zhuǎn)化為把溫度轉(zhuǎn)化為電信號電信號整理課件知識點二知識點二 各類傳感器的原理各類傳感器的原理1熱電傳感器熱電

4、傳感器熱電傳感器是指將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號的熱電傳感器是指將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號的一類傳感器，一般有兩類：一類是隨溫度變一類傳感器，一般有兩類：一類是隨溫度變化引起傳感器中某個組件形狀的變化化引起傳感器中某個組件形狀的變化(如熱如熱脹冷縮脹冷縮)達到轉(zhuǎn)換信號的目的，還有一類是達到轉(zhuǎn)換信號的目的，還有一類是隨溫度變化引起電阻的變化隨溫度變化引起電阻的變化(如半導(dǎo)體材料如半導(dǎo)體材料中熱敏電阻隨溫度升高電阻減小中熱敏電阻隨溫度升高電阻減小)達到轉(zhuǎn)換達到轉(zhuǎn)換信號的目的信號的目的整理課件嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用2(多選多選)如圖是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖如圖是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法正確的下列說法正確的是是(BD)A雙金

5、屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬B常溫下常溫下，上下觸點接觸；溫度過高時上下觸點接觸；溫度過高時，雙金屬片雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離發(fā)生彎曲使上下觸點分離C需要較高溫度熨燙時需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降使升降螺絲下移并推動彈性銅片上移螺絲下移并推動彈性銅片上移D雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷整理課件解析：解析：當溫度升高時當溫度升高時，金屬片向膨脹系數(shù)小的金屬片向膨脹系數(shù)小的發(fā)生彎曲發(fā)生彎曲，觸點斷開觸點斷開，故雙金屬片上層金屬的故雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬片膨

6、脹系數(shù)大于下層金屬片，故故A錯誤；常溫下錯誤；常溫下，上下觸點接觸；溫度過高時，雙金上下觸點接觸；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分曲使上下觸點分整理課件開開，起到調(diào)溫作用，故，起到調(diào)溫作用，故B正確；需要較高溫度正確；需要較高溫度熨燙時熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移并推動彈性銅片下移，當溫度升到較高當溫度升到較高，金金屬片發(fā)生彎曲較厲害觸點才斷開屬片發(fā)生彎曲較厲害觸點才斷開，故故C不正確；不正確；雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷斷，故故D正確正確2光電傳感器光電傳感器光電傳感器

7、是指將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳光電傳感器是指將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器，一般以光敏電阻為主要元件，因為光敏電感器，一般以光敏電阻為主要元件，因為光敏電阻阻值隨光照加強而減小，將光敏電阻連接到電阻阻值隨光照加強而減小，將光敏電阻連接到電路中時，光照改變就會引起電路中其他電學量的路中時，光照改變就會引起電路中其他電學量的改變，從而將光信號轉(zhuǎn)換為電信號改變，從而將光信號轉(zhuǎn)換為電信號整理課件嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用3(多選多選)如右圖所示為光敏電阻如右圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖自動計數(shù)器的示意圖，其中其中A是是發(fā)光儀器發(fā)光儀器，B是傳送帶上物品是傳送帶上物品，R1為光敏電阻為光敏電阻，R2為定

8、值電阻為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是此光電計數(shù)器的基本工作原理是(BD)A當有光照射當有光照射R1時時，信號處理信號處理系統(tǒng)獲得高電壓系統(tǒng)獲得高電壓B當有光照射當有光照射R1時時，信號處理信號處理系統(tǒng)獲得低電壓系統(tǒng)獲得低電壓整理課件C信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就記數(shù)一次D信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次解析：解析：當傳送帶上沒有物品擋住由當傳送帶上沒有物品擋住由A射出的光信射出的光信號時號時，光敏電阻阻值變小光敏電阻阻值變小，由分壓規(guī)律知供給信由分壓規(guī)律知供給信號處理系統(tǒng)的電壓變低；當傳送帶上有物品擋

9、住號處理系統(tǒng)的電壓變低；當傳送帶上有物品擋住由由A射出的光信號時射出的光信號時，光敏電阻的阻值變大光敏電阻的阻值變大，供供給信號系統(tǒng)的電壓變高并記數(shù)一次這種高低交給信號系統(tǒng)的電壓變高并記數(shù)一次這種高低交替變化的信號經(jīng)過信號處理系統(tǒng)的處理替變化的信號經(jīng)過信號處理系統(tǒng)的處理，就會自就會自動將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字動將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實現(xiàn)自動計數(shù)的功實現(xiàn)自動計數(shù)的功能故本題應(yīng)選能故本題應(yīng)選B、D.整理課件3聲電傳感器聲電傳感器聲電傳感器是指將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類聲電傳感器是指將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器，常見的電容式話筒和動圈式話筒都是聲傳感器，常見的電容式話筒和動圈式話筒都是聲電傳感器

10、電傳感器嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用4夜間夜間，居民樓的樓道里只是偶爾有人經(jīng)過居民樓的樓道里只是偶爾有人經(jīng)過，“長明燈長明燈”會造成浪費科研人員利用會造成浪費科研人員利用“光敏光敏”材料制成材料制成“光控開關(guān)光控開關(guān)”天黑時自動閉合天黑時自動閉合，天天亮時自動斷開；利用亮時自動斷開；利用“聲敏聲敏”材料制成材料制成“聲控開聲控開關(guān)關(guān)”當有人走動發(fā)出當有人走動發(fā)出整理課件聲音時自動閉合聲音時自動閉合，無人走動時自動斷開若將這兩種開無人走動時自動斷開若將這兩種開關(guān)配合使用關(guān)配合使用，就可以使樓道里的燈變的就可以使樓道里的燈變的“聰明聰明”這種這種“聰明聰明”的電路是圖中的的電路是圖中的(D)解析：解析：在白天

11、在白天，一般是不需要燈照明的；天黑以后一般是不需要燈照明的；天黑以后，特特別是夜深人靜時別是夜深人靜時，一般也不需要燈照明一般也不需要燈照明，也就是說天黑也就是說天黑且人在樓道里走動時需要且人在樓道里走動時需要“聲控開關(guān)聲控開關(guān)”閉合時閉合時，發(fā)生發(fā)生短路；所以短路；所以A錯誤；不管是錯誤；不管是“光控開關(guān)光控開關(guān)”，還是還是“聲控聲控開關(guān)開關(guān)”各自都能讓燈發(fā)光各自都能讓燈發(fā)光，節(jié)能目的達不到；所以節(jié)能目的達不到；所以B錯錯誤；誤；“光控開關(guān)光控開關(guān)”閉合時閉合時，發(fā)生短路；所以發(fā)生短路；所以C錯誤；錯誤；“光控開關(guān)光控開關(guān)”與與“聲控開關(guān)聲控開關(guān)”同時閉合時同時閉合時，燈才亮燈才亮，所所以達

12、到節(jié)能的目的以達到節(jié)能的目的，所以所以D正確正確整理課件整理課件題型一題型一 傳感器原理傳感器原理例例1 當你走近豪華賓館、酒樓的大門時，當你走近豪華賓館、酒樓的大門時，門就自動為你打開；當你走進門之后，門門就自動為你打開；當你走進門之后，門又在你身后自動關(guān)上你覺得這可能是將又在你身后自動關(guān)上你覺得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息()A溫度溫度 B運動運動 C人人 D光線光線整理課件解析：解析：自動門的自動控制要求靈敏、可靠自動門的自動控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近人的體溫與夏季氣溫接近，可在夏季自動門沒人操作可在

13、夏季自動門沒人操作，自動門實際使自動門實際使用的是紅外線傳感器用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不可見，紅外線屬于不可見光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動控器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動控制裝置的電動機，實現(xiàn)自動開門制裝置的電動機，實現(xiàn)自動開門答案：答案：D整理課件變式訓練變式訓練1隨著生活質(zhì)量的提高隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機已進自動干手機已進入家庭洗手后入家庭洗手后，將濕手靠近自動干手機將濕手靠近自動干手機，機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣有熱空氣從機內(nèi)噴出從機內(nèi)噴出，將濕手烘干將濕

14、手烘干，手靠近自動干手手靠近自動干手機能使傳感器工作機能使傳感器工作，這是因為這是因為(D)A改變了濕度改變了濕度 B改變了溫度改變了溫度C改變了磁場改變了磁場 D改變了電容改變了電容整理課件解析：解析：根據(jù)自動干手機工作的特征根據(jù)自動干手機工作的特征，即手靠即手靠近近，電熱器開始工作電熱器開始工作，手撤離手撤離，電熱器停止電熱器停止工作工作，不難判斷出傳感器的種類人是一種不難判斷出傳感器的種類人是一種導(dǎo)體導(dǎo)體，可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器，因此物因此物理學上有人體電容之說理學上有人體電容之說，手靠近干手機相當手靠近干手機相當于連接一個電容器于連接一個電容器，故可以確認干手

15、機內(nèi)設(shè)故可以確認干手機內(nèi)設(shè)置有電容式傳感器置有電容式傳感器，手靠近改變了電容手靠近改變了電容整理課件題型二題型二 光敏電阻、熱敏電阻的性質(zhì)光敏電阻、熱敏電阻的性質(zhì)例例2 如圖是一位同學設(shè)計的防盜門報警器的簡化如圖是一位同學設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示意圖門打開時，紅外光敏電阻電路示意圖門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅受到紅外線照射，電阻減??；門關(guān)閉時會遮蔽紅外線源外線照射，電阻減??；門關(guān)閉時會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出紅外線源沒有畫出)經(jīng)實際試驗，燈的亮滅的確經(jīng)實際試驗，燈的亮滅的確能反映門的開、關(guān)狀態(tài)門打開時兩燈的發(fā)光情能反映門的開、關(guān)狀態(tài)門打開時兩燈的發(fā)光情況以及況以及R2兩端電壓兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比與門關(guān)閉時相比()整理課件A紅燈亮，紅燈亮，UR2變大變大B綠燈亮，綠燈亮，UR2變大變大C綠燈亮，綠燈亮，UR2變