（傳感器及其工作原理）人教版高中物理選修3-2教學(xué)課件VIP

1、第6章 第1節(jié) 傳感器主講老師：精品課件 人教版 物理（高中）傳感器及其工作原理SENSOR AND ITS WORKING PRINCIPLE高二年級(jí) 選修3-2某某高中第一頁，共十七頁。BY YUSHEN自動(dòng)門為什么可以自動(dòng)開關(guān)?它的工作原理是怎樣的呢？課堂引入：高二年級(jí) 選修3-2某某高中第二頁，共十七頁。BY YUSHEN如圖所示，小盒子A的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒有開關(guān)，但是把磁鐵B放到盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁鐵移走，燈泡就熄滅。問：請(qǐng)大家推測(cè)，盒子里有什么樣的裝置才能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？探究一、什么是傳感器第三頁，共十七頁。BY YUSHEN“干簧管”是一種能夠感知磁場(chǎng)的傳感器

2、【探究歸納】傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等物理量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。探究一、什么是傳感器第四頁，共十七頁。BY YUSHEN傳感器：非電學(xué)量傳感器電學(xué)量 角度位移速度壓力溫度濕度聲強(qiáng)光照 傳感器電壓電流電阻電容非電學(xué)量 的變化 電學(xué)量的變化轉(zhuǎn)化反映 轉(zhuǎn)換電路物理信息化學(xué)信息生物信息電信號(hào)敏感元件傳感器傳感器的工作原理第五頁，共十七頁。BY YUSHEN各種傳感器1.光敏電阻將光敏電阻和多用表的歐姆擋相連，隨著光照不同，歐姆表示數(shù)有何變化？探究二、常用敏感元件第六頁，共十七頁。BY YUSHEN（1）光敏電阻

3、的電阻率與什么有關(guān)？（2）光敏電阻受到光照時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？怎樣解釋？（3）光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)換為什么量？（4）如圖所示，隨著光照強(qiáng)度的增加，多用表的指針將如何偏轉(zhuǎn)？根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)思考以下問題： 第七頁，共十七頁。BY YUSHEN光敏電阻工作原理：光照增強(qiáng) 半導(dǎo)體材料中的載流子（自由電子和空穴）濃度增加 材料的電阻率減小探究歸納（1）光敏電阻的特性： 光敏電阻對(duì)光敏感。當(dāng)改變光照強(qiáng)度時(shí)，電阻的大小也隨著改變。一般隨著光照強(qiáng)度的增大電阻值_。（2）材料：制作光敏電阻的材料一般為半導(dǎo)體。如：硫化鎘。（3）半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理：半導(dǎo)體靠其中的_（自由電子和空穴）來導(dǎo)電。減小載流子第八頁，共十七頁。B

4、Y YUSHEN2.熱敏電阻和金屬熱電阻演示實(shí)驗(yàn)：將熱敏電阻和多用表的歐姆擋相連，把熱敏電阻放到盛水的杯中，向杯里倒入熱水。探究二、常用敏感元件（1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系是否相同？（2）熱敏電阻和金屬熱電阻各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ （3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)換為什么量？（4）隨著熱水倒入多少的不同，歐姆表有何變化？根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)思考以下問題：第九頁，共十七頁。BY YUSHEN【探究歸納】（1）金屬導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能與溫度的變化關(guān)系不相同： 金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而降低； 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能隨溫度升高而變好。（2）熱敏電阻靈敏度高，但化學(xué)穩(wěn)定性較差

5、，測(cè)量范圍較??； 金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性較好，測(cè)量范圍較大，但靈敏度較差。（3）熱敏電阻和金屬熱電阻能夠?qū)囟冗@個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。（4）隨著水溫升高，多用表的指針偏角逐漸變大。第十頁，共十七頁。BY YUSHEN（1）材料：金屬熱電阻是用金屬做成的（2）特性：金屬熱電阻的阻值會(huì)隨著溫度的升高而_，具有正溫度系數(shù)。金屬熱電阻RTO金屬熱電阻R-T關(guān)系示意圖增大第十一頁，共十七頁。BY YUSHEN（1）材料：半導(dǎo)體（2）特性：熱敏電阻的阻值會(huì)隨著溫度的升高而_，具有負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻熱敏電阻和金屬熱電阻能夠把_這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成為電阻這個(gè)電學(xué)量熱敏電阻R-T關(guān)系示意圖減小RTo第十二頁

6、，共十七頁。BY YUSHEN(1)材料：半導(dǎo)體 如砷化銦(2)工作原理圖(3)霍爾電壓:霍爾元件一個(gè)霍爾元件的d、k為定值，再保持I恒定，則UH的變化就與B成正比。因此霍爾元件又稱磁敏元件?；魻栐軌虬裚這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為_這個(gè)電學(xué)量?；魻栐ぷ髟韴D磁感應(yīng)強(qiáng)度電壓NMFBEIUH第十三頁，共十七頁。BY YUSHEN電動(dòng)車加速器位置磁場(chǎng)電壓控制器控制車速霍爾無刷電動(dòng)機(jī)(直流電源)位置 霍爾傳感器應(yīng)用實(shí)例:三個(gè)霍爾 傳感器三個(gè)電壓控制器控制 三個(gè)線圈中的電流永久磁鐵和霍爾元件第十四頁，共十七頁。BY YUSHEN電容式位移傳感器能夠把物體位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電容這個(gè)電學(xué)量。插入電介質(zhì)，電容

7、增大?！纠}】（多選）如圖所示，干簧管放在磁場(chǎng)中時(shí)兩個(gè)舌簧能被磁化。關(guān)于干簧管，下列說法正確的是（ ）A.干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B.干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C.干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用D.干簧管是利用磁場(chǎng)控制電路通或斷【解析】：選C、D。干簧管能感知磁場(chǎng)，因?yàn)閮蓚€(gè)舌簧由軟磁性材料制成，當(dāng)周圍存在磁場(chǎng)時(shí)，兩個(gè)舌簧被磁化，就會(huì)相互吸引，所以是作開關(guān)來使用、作為控制元件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。故C、D正確。CD第十五頁，共十七頁。BY YUSHEN1.傳感器的概念2.傳感器的工作原理：3.敏感元件：（1）光敏電阻（光傳感器）（2）熱敏電阻和熱電阻 （ 溫度傳感器）（3）電容式傳感器 （位移傳感器）（4）霍爾元件 （磁傳感器）課堂小結(jié)非電學(xué)