高中物理 第三章 傳感器 2 溫度傳感器和光傳感器課件 教科版選修32.ppt

2溫度傳感器和光傳感器 第三章傳感器 1 了解各種溫度傳感器的工作原理 特點和應(yīng)用 2 了解各種光傳感器的工作原理 特點和應(yīng)用 目標(biāo)定位 二 光傳感器 欄目索引 一 溫度傳感器 對點檢測自查自糾 一 溫度傳感器 知識梳理 1 作用 將的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的變化 2 常見的溫度傳感器 1 熱雙金屬片溫度傳感器 原理 兩種膨脹系數(shù)相差較大的不同金屬片制成一體 溫度升高時 雙金屬片 可控制電路的通斷 應(yīng)用 日光燈啟動器 電機(jī) 電冰箱保護(hù)等 答案 溫度 變形 2 熱電阻傳感器 原理 用金屬絲制作的感溫電阻叫熱電阻 當(dāng)外界溫度t發(fā)生變化時 其電阻值按r 的規(guī)律變化 為溫度系數(shù) r0為t 0 時導(dǎo)體的電阻 應(yīng)用 測溫度 測流量等 3 熱敏電阻傳感器 原理 半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而 其熱敏特性在上節(jié)已有探究 應(yīng)用 測量 溫度控制或過熱保護(hù)等 分類 正溫度系數(shù)的熱敏電阻 ptc 它的電阻隨溫度升高而 負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 ntc 它的電阻隨溫度的升高而 r0 1 t 變化 增大 減小 答案 深度思考 熱敏電阻是溫度傳感器中的重要元件 是不是所有的熱敏電阻的阻值都隨溫度的升高而減小 答案不是 正溫度系數(shù)熱敏電阻 ptc 在溫度升高時電阻值增大 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 ntc 在溫度升高時電阻值減小 答案 典例精析 例1傳感器在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛 溫度傳感器 實質(zhì)是自動開關(guān) 是其中的一種 某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動控制電路的 常溫下 該溫度傳感器是閉合的 當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時 傳感器自動斷開 從而切斷整個電路 下列關(guān)于該消毒柜的幾種電路圖中 圖中s為電源開關(guān) 連接正確的是 解析答案 解析a電路中 當(dāng)溫度升高到某一設(shè)定值時 電路會斷開 b c d電路中 溫度升高到某一設(shè)定值時 傳感器會斷開 但整個電路不會斷開 電源開關(guān)s閉合后 消毒柜開始工作 當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時 傳感器自動斷開 整個電路也斷開 所以a選項正確 答案a 返回 二 光傳感器 知識梳理 1 光電傳感器是指將信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器 一般以光敏電阻為主要元件 因為光敏電阻電阻值隨光照增強(qiáng)而 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(xué)量的改變 從而將光信號轉(zhuǎn)換為電信號 2 應(yīng)用 光電式計 光電式轉(zhuǎn)速表 答案 減小 煙塵濃度 光 例2如圖1所示為光電式煙塵濃度計的原理圖 試說明其工作原理 典例精析 圖1 解析答案 解析光源1發(fā)出的光線經(jīng)半透半反鏡3 分成兩束強(qiáng)度相等的光線 一路光線直接到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路7上 產(chǎn)生作為被測煙塵濃度的參比信號 另一路光線經(jīng)反射鏡4穿過被測煙塵5到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路6上 其中一部分光線被煙塵吸收或散射而衰減 煙塵濃度越高 光線的衰減量越大 到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路6的光就越弱 兩路光線分別轉(zhuǎn)換成電壓信號u1 u2 如果u1 u2 說明被測的光路上沒有煙塵 相反 如果u1 u2相差較大 說明煙塵較大 因此可用兩者之比 算出被測煙塵的濃度 答案見解析 例3如圖2所示 r1 r2為定值電阻 l為小燈泡 r3為光敏電阻 當(dāng)照射光強(qiáng)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2 解析答案 總結(jié)提升 返回 解析當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時 r3阻值減小 外電路總電阻隨r3的減小而減小 r1兩端電壓因干路電流增大而增大 電壓表的示數(shù)增大 同時內(nèi)電壓增大 故電路路端電壓減小 a項正確 d項錯誤 由路端電壓減小 r1兩端電壓增大知 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 則小燈泡的功率增大 故c項正確 答案abc 總結(jié)提升 返回 總結(jié)提升 解決含有熱敏電阻 光敏電阻的直流電路動態(tài)分析問題 1 明確熱敏電阻 光敏電阻的電阻特性 對點檢測自查自糾 1 2 3 4 1 溫度傳感器的應(yīng)用 多選 如圖3所示為電阻r隨溫度t變化的圖線 下列說法中正確的是 a 圖線1是熱敏電阻的圖線 它是用金屬材料制成的b 圖線2是熱敏電阻的圖線 它是用半導(dǎo)體材料制成的c 圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好 測溫范圍大 靈敏度高d 圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差 測溫范圍小 靈敏度高 圖3 bd 答案 4 2 溫度傳感器的應(yīng)用 圖4是一火警報警器的部分電路示意圖 其中r2為用負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器 電流表為值班室的顯示器 a b之間接報警器 當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火情時 顯示器的電流i 報警器兩端的電壓u的變化情況是 a i變大 u變大b i變大 u變小c i變小 u變大d i變小 u變小 1 2 3 解析答案 解析r2處出現(xiàn)火情 溫度升高 r2減小 導(dǎo)致r2兩端電壓減小 通過r3的電流減小 路端電壓u減小 d 圖4 解析街旁的路燈和江海里的航標(biāo) 都是利用了半導(dǎo)體的光敏性 夜晚電阻大 白天電阻小 控制了電路的通斷 1 2 3 4 3 光傳感器的應(yīng)用 街旁的路燈 江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮 白天熄 它們是利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動點亮 熄滅的裝置 實現(xiàn)了自動控制 這是利用半導(dǎo)體的 a 壓敏性b 光敏性c 熱敏性d 三種特性都利用 解析答案 b 1 2 3 4 4 光傳感器的應(yīng)用 如圖5所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報警器的結(jié)構(gòu)原理圖 罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管led 光電三極管和不透明的擋板 平時光電三極管接收不到led發(fā)出的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài) 發(fā)生火災(zāi)時 下列說法正確的是 圖5 1 2 3 4 a 進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線 使光電三極管電阻更大 檢測電路檢測出變化發(fā)出警報b 發(fā)生火災(zāi)時 光電三極管溫度升高 電阻變小 檢測電路檢測出變化發(fā)出警報c 發(fā)生火災(zāi)時 進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用 部分光線照到光電三極