粵教版選修32 第三章 第一～二節(jié) 認識傳感器　傳感器的原理 課件（27張）.pptx

第三章傳感器 第一節(jié)認識傳感器第二節(jié)傳感器的原理 學習目標1 了解傳感器的概念和種類 知道將非電學量轉(zhuǎn)化成電學量的技術意義 2 知道常見敏感元件的工作原理 3 通過實驗了解溫度傳感器 光電傳感器的工作原理 感悟基礎知識學習和應用的重要性 內(nèi)容索引 知識探究 題型探究 達標檢測 知識探究 1 一 傳感器及傳感器的分類 1 當你走進一座大樓時 大堂的自動門是如何 看到 你而自動打開的 人體發(fā)出的紅外線被傳感器接收后傳給自動控制裝置的電動機 實現(xiàn)自動開關門 答案 2 你知道小轎車上都有哪些傳感器嗎 有速度 轉(zhuǎn)速傳感器 溫度傳感器 加速度傳感器等 答案 1 傳感器是把變化轉(zhuǎn)換為量變化的一種元件 認識傳感器就是明確傳感器如何 感受 非電學量 常見的 感受 方式有改變接入電路的電阻 電容等 2 傳感器的組成 一般由元件 轉(zhuǎn)換元件和電路三部分組成 如圖1所示 以話筒為例 圖1 非電學量 電學 敏感 轉(zhuǎn)換 3 傳感器的分類 按被測量進行劃分 可分為傳感器 傳感器 位移傳感器 壓力傳感器 傳感器 負荷傳感器 扭矩傳感器等 按傳感器的工作原理進行劃分 可分為電阻應變式傳感器 傳感器 傳感器 渦流式傳感器 動圈式傳感器 磁電式傳感器 差動變壓器式傳感器等 按能量傳遞方式進行劃分 可分為 傳感器和 傳感器兩大類 加速度 速度 溫度 壓電式 電容式 有源 無源 判斷下列說法的正誤 1 所有傳感器都是由半導體材料制成的 2 傳感器不能感知氣味 3 傳感器只能通過感知電壓的變化來傳遞信號 4 金屬材料也可以制成傳感器 二 溫度傳感器的原理 如圖2所示 將多用電表的選擇開關置于歐姆擋 再將電表的兩支表筆與負溫度系數(shù)的熱敏電阻rt 溫度升高 電阻減小 的兩端相連 這時表針恰好指在刻度盤的正中央 若在rt上擦一些酒精 表針將如何偏轉(zhuǎn) 若用吹風機將熱風吹向熱敏電阻 表針將如何偏轉(zhuǎn) 答案 由于酒精蒸發(fā) 熱敏電阻rt溫度降低 電阻值增大 指針將向左偏 用吹風機將熱風吹向熱敏電阻 熱敏電阻rt溫度升高 電阻值減小 指針將向右偏 圖2 1 溫度傳感器是一種將變化轉(zhuǎn)換為變化的裝置 2 熱敏電阻 用材料制成 按熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的規(guī)律 熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)的熱敏電阻和負溫度系數(shù)的熱敏電阻 正溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度升高電阻 負溫度系數(shù)的熱敏電阻 如氧化錳熱敏電阻 隨溫度升高電阻 溫度 電學量 半導體 增大 減小 判斷下列說法的正誤 1 熱敏電阻是將溫度的高低這一熱學量轉(zhuǎn)化為電阻這一電學量 2 利用溫度傳感器可測較低或較高的溫度 3 利用溫度傳感器可以實現(xiàn)溫度自動控制 4 電飯煲蒸米飯 是根據(jù)蒸米飯的經(jīng)驗時間 來設計固定的蒸飯時間 ros電阻隨光照的增強而減小 三 光電傳感器的原理 如圖3所示 1 有光照射和無光照射時 光敏電阻ros的阻值有何不同 答案 無光照射時 光敏電阻ros電阻較大 電流表讀數(shù)較小 有光照射時 光敏電阻ros電阻較小 電流表讀數(shù)較大 圖3 2 改變光的照射強度 光敏電阻ros的阻值有何變化 答案 1 光電傳感器是一種將變化轉(zhuǎn)換為變化的傳感器 2 光敏電阻一般由材料制成 其特點為光照越強 電阻越 光學量 電學量 半導體 小 判斷下列說法的正誤 1 光敏電阻的阻值隨光線的強弱變化 光照越強電阻越小 2 有光照在光敏電阻上 電阻上的自由電子會發(fā)生定向移動 3 光敏電阻的阻值只會隨人造光的強弱而變化 不能感知自然光的變化 2 題型探究 一 傳感器的理解 1 傳感器的原理 2 在分析傳感器時要明確 1 核心元件是什么 2 是怎樣將非電學量轉(zhuǎn)化為電學量 3 是如何顯示或控制開關的 例1如圖4是一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置 其中電源電壓保持不變 r是滑動變阻器 它的金屬滑片是金屬桿的一端 在裝置中使用了一只電壓表 圖中沒有畫出 通過觀察電壓表示數(shù) 可以了解油量情況 若將電壓表分別接在b c之間與c d之間 當油量變化時 電壓表的示數(shù)如何變化 圖4 答案 解析 見解析 把電壓表接在b c之間 油量增加時 r減小 電壓表的示數(shù)減小 油量減少時 r增大 電壓表的示數(shù)增大 把電壓表接在c d之間 油量增加時 r減小 電路中電流增大 則r 兩端的電壓增大 電壓表的示數(shù)增大 同理 油量減少時 電壓表的示數(shù)減小 二 對光敏電阻 熱敏電阻的認識及應用 例2 多選 在溫控電路中 通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現(xiàn)對電路相關物理量的控制 如圖5所示電路 r1為定值電阻 r2為半導體熱敏電阻 溫度越高電阻越小 c為電容器 當環(huán)境溫度降低時a 電容器c的帶電荷量增大b 電壓表的讀數(shù)增大c 電容器c兩板間的電場強度減小d r1消耗的功率增大 圖5 答案 解析 又由p1 i2r1可知 r1消耗的功率p1變小 d錯誤 例3 多選 如圖6所示 r1 r2為定值電阻 l為小燈泡 r3為光敏電阻 當入射光強度增大時a 電壓表的示數(shù)增大b r2中電流減小c 小燈泡的功率增大d 電路的路端電壓增大 圖6 答案 解析 當入射光強度增大時 r3阻值減小 外電路電阻隨r3的減小而減小 r1兩端電壓因干路電流增大而增大 從而電壓表的示數(shù)增大 同時內(nèi)電壓增大 故電路的路端電壓減小 a項正確 d項錯誤 因路端電壓減小 而r1兩端電壓增大 故r2兩端電壓必減小 則r2中電流減小 故b項正確 結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大 故小燈泡的功率增大 c項正確 含有熱敏電阻 光敏電阻電路的動態(tài)分析步驟 1 明確熱敏電阻 或光敏電阻 的阻值隨溫度 或光線強弱 是增大還是減小 2 分析整個回路的電阻的增減 電流的增減 3 分析部分電路的電壓 電流如何變化 達標檢測 3 1 關于傳感器 下列說法正確的是a 所有傳感器都是由半導體材料制成的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 答案 解析 1 2 1 2 大多數(shù)傳感器是由半導體材料制成的 某些金屬也可以制成傳感器 如金屬熱電阻 故a錯 b對 傳感器將非電學量轉(zhuǎn)換為電學量 因此傳感器感知的應該是 非電信號 故c錯 水銀溫度計能感受熱學量 但不能把熱學量轉(zhuǎn)化為電學量 因此不是傳感器 故d錯 2 如圖7所示的電路中 電源兩端的電壓恒定 l為小燈泡 r為光敏電阻 led為發(fā)光二極管 電流越大 發(fā)出的光越強 且r與led間距不變 下列說法中正確的是a 當滑動觸頭p向左移動時 l消耗的功率增大b