粵教版選修32 第三章 第一～二節(jié) 認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)傳感器第二節(jié)傳感器的原理 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 了解傳感器的概念和種類 知道將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的技術(shù)意義 2 知道常見敏感元件的工作原理 3 通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解溫度傳感器 光電傳感器的工作原理 感悟基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和應(yīng)用的重要性 內(nèi)容索引 知識(shí)探究 題型探究 達(dá)標(biāo)檢測(cè) 知識(shí)探究 1 一 傳感器及傳感器的分類 1 當(dāng)你走進(jìn)一座大樓時(shí) 大堂的自動(dòng)門是如何 看到 你而自動(dòng)打開的 人體發(fā)出的紅外線被傳感器接收后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī) 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)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(rèn)識(shí)傳感器就是明確傳感器如何 感受 非電學(xué)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(xué)量 電學(xué) 敏感 轉(zhuǎn)換 3 傳感器的分類 按被測(cè)量進(jìn)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(fù)荷傳感器 扭矩傳感器等 按傳感器的工作原理進(jìn)行劃分 可分為電阻應(yīng)變式傳感器 傳感器 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 按能量傳遞方式進(jìn)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(wú)源 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的 2 傳感器不能感知?dú)馕?3 傳感器只能通過(guò)感知電壓的變化來(lái)傳遞信號(hào) 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(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 溫度升高 電阻減小 的兩端相連 這時(shí)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(fēng)機(jī)將熱風(fēng)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(fēng)機(jī)將熱風(fēng)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(fù)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(fù)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(xué)量 半導(dǎo)體 增大 減小 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 熱敏電阻是將溫度的高低這一熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這一電學(xué)量 2 利用溫度傳感器可測(cè)較低或較高的溫度 3 利用溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制 4 電飯煲蒸米飯 是根據(jù)蒸米飯的經(jīng)驗(yàn)時(shí)間 來(lái)設(shè)計(jì)固定的蒸飯時(shí)間 ros電阻隨光照的增強(qiáng)而減小 三 光電傳感器的原理 如圖3所示 1 有光照射和無(wú)光照射時(shí) 光敏電阻ros的阻值有何不同 答案 無(wú)光照射時(shí) 光敏電阻ros電阻較大 電流表讀數(shù)較小 有光照射時(shí) 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(qiáng)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(diǎn)為光照越強(qiáng) 電阻越 光學(xué)量 電學(xué)量 半導(dǎo)體 小 判斷下列說(shuō)法的正誤 1 光敏電阻的阻值隨光線的強(qiáng)弱變化 光照越強(qiáng)電阻越小 2 有光照在光敏電阻上 電阻上的自由電子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng) 3 光敏電阻的阻值只會(huì)隨人造光的強(qiáng)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(shí)要明確 1 核心元件是什么 2 是怎樣將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 3 是如何顯示或控制開關(guān)的 例1如圖4是一種測(cè)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(dòng)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(méi)有畫出 通過(guò)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(dāng)油量變化時(shí) 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(shí) r減小 電壓表的示數(shù)減小 油量減少時(shí) 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(shí) 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(shí) 電壓表的示數(shù)減小 二 對(duì)光敏電阻 熱敏電阻的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用 例2 多選 在溫控電路中 通過(guò)熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實(shí)現(xiàn)對(duì)電路相關(guān)物理量的控制 如圖5所示電路 r1為定值電阻 r2為半導(dǎo)體熱敏電阻 溫度越高電阻越小 c為電容器 當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)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(chǎng)強(qiáng)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(cuò)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(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí)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(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí) 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(shí)內(nèi)電壓增大 故電路的路端電壓減小 a項(xiàng)正確 d項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確 結(jié)合干路電流增大知流過(guò)小燈泡的電流必增大 故小燈泡的功率增大 c項(xiàng)正確 含有熱敏電阻 光敏電阻電路的動(dòng)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(qiáng)弱 是增大還是減小 2 分析整個(gè)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(dá)標(biāo)檢測(cè) 3 1 關(guān)于傳感器 下列說(shuō)法正確的是a 所有傳感器都是由半導(dǎo)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(guò)感知電壓的變化來(lái)傳遞信號(hào)的d 水銀溫度計(jì)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(dǎo)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(cuò) b對(duì) 傳感器將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 因此傳感器感知的應(yīng)該是 非電信號(hào) 故c錯(cuò) 水銀溫度計(jì)能感受熱學(xué)量 但不能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 因此不是傳感器 故d錯(cuò) 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(qiáng) 且r與led間距不變 下列說(shuō)法中正確的是a 當(dāng)滑動(dòng)觸頭p向左移動(dòng)時(shí) l消耗的功率增大b