高中物理 3.1 認(rèn)識傳感器、3.2 傳感器的原理課件 粵教選修32

1、2021/8/11 星期三1第三章傳感器第一節(jié) 認(rèn)識傳感器第二節(jié) 傳感器的原理2021/8/11 星期三2知識點(diǎn) 1 傳感器1定義：能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置敏感元件轉(zhuǎn)換元件2組成：傳感器由_、_和_三部分組成轉(zhuǎn)換電路3工作流程為：2021/8/11 星期三3知識點(diǎn)2 傳感器的分類 1按被測量分類：加速度傳感器(即測量加速度的傳感器)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(光敏電阻熱敏電阻)壓電式傳感器電容式傳感器渦流式傳感器動(dòng)圈式傳感器磁電式傳感器差動(dòng)變壓器式傳感器等3按能量傳遞方式分類：有源傳感

2、器無源傳感器2021/8/11 星期三4種類原理適用范圍溫度傳感器把溫度的高低轉(zhuǎn)變成電信號空調(diào)機(jī)、電冰箱、微波爐、消毒碗柜光電傳感器把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量自動(dòng)沖水機(jī)、路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等生物傳感器利用各種生物或生物物質(zhì)特性做成的，用以檢測與識別生物體內(nèi)化學(xué)成分的傳感器醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)，醫(yī)院中各種進(jìn)行生化分析檢驗(yàn)的儀器大多用到生物傳感器紅外線傳感器接收攜帶著信息的紅外線，轉(zhuǎn)換成電信號航空攝影、衛(wèi)星遙感遙測、生命探測器、非接觸式紅外測溫儀、家電遙控器、防盜、防火報(bào)警器知識點(diǎn)3 ?？嫉膸追N傳感器2021/8/11 星期三5【例題】2020 年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國和德國的兩位科

3、學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”基于“巨磁電阻效應(yīng)”開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中錯(cuò)誤的是()A熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中B光敏電阻是一種光電傳感器C電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用2021/8/11 星期三6解析：考查基本物理常識熱敏電阻的原理是通過已知某電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系，測得該熱敏電阻的值即可獲取溫度，從而應(yīng)用于溫度測控裝置中，A 說法正確；光敏電阻是將光信號與電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器，B 說法正確；電阻絲通過電流會產(chǎn)生熱效應(yīng)，可應(yīng)用于電熱設(shè)備中，C 說法正確；電阻對直流和

4、交流均起到阻礙的作用，D 說法錯(cuò)誤答案：D2021/8/11 星期三7【例題】在自動(dòng)恒溫裝置中，某種半導(dǎo)體材料的電阻率與溫度的關(guān)系如圖 32 所示，這種材料具有發(fā)熱和控溫雙重功)圖 32能通電后，其電功率(A增大后減小B先減小后增大C一直增大D無法確定2021/8/11 星期三8解析：第一，從圖中可以看到，溫度 t1 是一個(gè)特殊溫度，該自動(dòng)恒溫裝置的溫度應(yīng)在溫度 t1 附近變化，也就是說，當(dāng)溫度高于t1 時(shí)，會自動(dòng)降溫到 t1，當(dāng)溫度低于 t1 時(shí)，會自動(dòng)升溫到 t1，這也就是自動(dòng)恒溫裝置的功能；第二，在工作電路中，一般工作電壓是一定的，因此，電功率可以利用公式 PU2R計(jì)算或判斷由圖可知，材

5、料的電阻率隨溫度的升高先減小后增大，故它的電阻也應(yīng)表現(xiàn)為先減小后增大，所以電功率先增大后減小，選項(xiàng)A 正確答案：A2021/8/11 星期三9【例題】許多食品加工設(shè)備(如電烤箱)都要控制在一定的溫度范圍內(nèi)工作，可使食品味道鮮美而不失營養(yǎng)如圖所示為電烤箱的溫度控制電路，開始工作時(shí)，溫度較低，電阻 Rt 的阻值較小，隨著電阻絲 L 不斷加熱，溫度不斷升高，電阻 Rt 的阻值變大，使繼電器的工作狀態(tài)發(fā)生變化，請說明電烤箱的工作原理，它為什么能維持一定的溫度范圍？ 圖 332021/8/11 星期三10答案：開始工作時(shí)，溫度較低，電阻 Rt 的阻值較小， 繼電器正常工作，磁鐵將開關(guān) A 與 C 接通，

6、電熱絲 L 加熱，電烤箱的溫度升高；但隨著溫度的升高，電阻 Rt 的阻值變大，繼電器電路中的電流減小，磁鐵不能繼續(xù)吸引銜鐵，開關(guān) A 與 B 接通，燈亮鈴響，電烤箱停止工作，電阻絲停止加熱；當(dāng)溫度降低到某溫度時(shí)，電阻 Rt 的溫度降低，使繼電器重新工作，電烤箱繼續(xù)加熱如此反復(fù)，就可以使電烤箱維持在一定的溫度范圍2021/8/11 星期三111用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把)光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程，下列屬于這類傳感器的是(A紅外線警報(bào)器B走廊照明燈的聲控開關(guān)C自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器2021/8/11 星期三12解析：紅外線警報(bào)器的工作原理是

7、：如果有人通過紅外線可以察覺得到的范圍，那么紅外線報(bào)警器就會發(fā)出信號，并與觸點(diǎn)接通，使燈點(diǎn)亮且發(fā)出警報(bào)因此，紅外線警報(bào)器的工作過程是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，A 選項(xiàng)正確而 B 選項(xiàng)是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程，C 選項(xiàng)是利用壓力來傳遞信息的過程，D 選項(xiàng)是通過溫度來控制的過程，所以 B、C、D 均錯(cuò)答案：A2021/8/11 星期三13題型1光敏電阻的特性【例題】(雙選)如圖 311 所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中 R1 為光敏電阻，R2 為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是()圖 3112021/8/11 星期三14A當(dāng)有光照射 R1 時(shí)，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B當(dāng)有光照射 R1

8、 時(shí)，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)一次解析：有光照時(shí)，R1 的電阻較小，電路中的電流較大，內(nèi)電壓與R2 兩端的電壓較大，R1 的電壓較??；無光照時(shí)，R1 的電阻較大，電路中的電流較小，內(nèi)電壓與R2 兩端的電壓較小，R1的電壓較大；物塊運(yùn)動(dòng)擋住光時(shí)，要記數(shù)一次，所以信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就記數(shù)一次答案：BD2021/8/11 星期三151(雙選)關(guān)于光敏電阻，下列說法正確的是()ABA光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量B硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好C硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料

9、，無光照射時(shí)，載流子較多，導(dǎo)電性能良好D半導(dǎo)體材料硫化鎘，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變差2021/8/11 星期三16題型2熱敏電阻的特性【例題】如圖 312 所示，R1 為定值電阻，R2 為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高)而減小的熱敏電阻)，L 為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)(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(qiáng)D小燈泡的亮度變?nèi)鯃D 3122021/8/11 星期三17解析：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(shí)，電阻 R2 增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈 L 電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1 兩端電壓減小，故 C 正確，其余各項(xiàng)均錯(cuò)答案：C2021/8/11 星期三182如圖 313 所示，將多用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 Rt(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻)的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間若往 Rt 上擦一些酒精，表針將向_移動(dòng)；若