高中物理 第三章 傳感器 第二節(jié) 傳感器及其工作原理素材 粵教版選修3-2（通用）

1、第二節(jié) 傳感器及其工作原理 【思維激活】怎樣從傳感器的概念來(lái)理解傳感器的原理及其用途？提示：傳感器將非電學(xué)物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)物理量，故可利用傳感器來(lái)通過(guò)電學(xué)信號(hào)的變化研究力、熱、光、聲等?！咀灾髡怼總鞲衅鞯墓ぷ髟恚簜鞲衅魇悄軐⑺惺艿姆请妼W(xué)物理量（如力、熱、光、聲）等轉(zhuǎn)化成電學(xué)量（電壓、電流等）的一種元件，其工作原理是通過(guò)對(duì)某一物理量敏感的元件將感受到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于處理的電信號(hào)，溫度傳感器是利用熱敏電阻將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，光電傳感器是利用光敏電阻把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)等等?！靖呤止P記】要理解此原理，首先還得從理解傳感器的概念著手，傳感器是能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，

2、并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的一類元件。其次還要了解熱敏元件，光敏元件等的工作原理，并知道其在實(shí)際生活中都有哪些應(yīng)用，其實(shí)熱敏元件以及其光敏元件它們是應(yīng)用半導(dǎo)體導(dǎo)電性能受外界條件影響很大這一特點(diǎn)制成。因此，（1）可以依據(jù)半導(dǎo)體材料的溫度特性，制成體積很小的熱敏電阻，它能夠?qū)囟茸兓D(zhuǎn)化為電信號(hào)，測(cè)量這種電信號(hào)，就可以知道溫度變化的情況，這種測(cè)量方法反應(yīng)快、精度高。（2）可以依據(jù)半導(dǎo)體材料的光照特性，做成體積很小的光敏電阻，它可以起到開(kāi)關(guān)作用，在需要對(duì)光照有靈敏反應(yīng)的自動(dòng)控制設(shè)備中有廣泛應(yīng)用?！久麕熃饣蟆吭鯓永斫鈧鞲衅鲗⑵渌盘?hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的原理？剖析：1

3、.可制成熱敏電阻，把溫度的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。有的半導(dǎo)體，在溫度升高時(shí)電阻減小得非常迅速，它能將溫度變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，測(cè)量這種電信號(hào)，就能知道溫度的變化情況。如自動(dòng)防火報(bào)警器中就有這種熱敏電阻，當(dāng)溫度升高到一定（快接近物質(zhì)的著火點(diǎn)）時(shí)，這種熱敏電阻的電阻值迅速減小，使電路接通，從而使警鈴發(fā)出警報(bào)。又如電子測(cè)溫儀中的熱敏電阻，能迅速地把人的體溫變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在顯示屏上顯示出人的體溫。2.可制成光敏電阻，把光的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。有的半導(dǎo)體，在光照下電阻大大減小，它能將光的變化迅速轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在自動(dòng)控制設(shè)備中有廣泛的應(yīng)用，如光電計(jì)數(shù)器就是利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)的。3.在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入微量的

4、雜質(zhì)，可以制成晶體二極管和晶體三極管統(tǒng)稱晶體管。晶體管（二極管、三級(jí)管）、電阻、電容、電感線圈（以后將學(xué)習(xí)）這四類電學(xué)元件組成了復(fù)雜、神秘、繽紛多彩的電子世界，從收錄機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、制造導(dǎo)彈到人造衛(wèi)星的控制和回收都離不開(kāi)它們。【講練互動(dòng)】例1.下列說(shuō)法正確的是（ ）A.絕緣體是絕對(duì)不能導(dǎo)電的B.電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)都是半導(dǎo)體材料C.導(dǎo)體能導(dǎo)電是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)有大量的自由電子，絕緣體的導(dǎo)電性能很差是因?yàn)榻^緣體內(nèi)的自由電子極少D.當(dāng)溫度升高時(shí)，半導(dǎo)體的電阻率明顯減小解析：本題的關(guān)鍵是理解導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體的概念，要形成電流，除有電勢(shì)差外，還應(yīng)有可自由移動(dòng)的電荷，導(dǎo)體的導(dǎo)電性能好

5、是因?yàn)閷?dǎo)體中有大量的自由電子，絕緣體的導(dǎo)電性能很差，是因?yàn)榻^緣體內(nèi)的自由電子很少，C項(xiàng)正確；絕緣體內(nèi)有很少的自由電子，若兩端加上電壓，這些自由電子將在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)，可形成極其微弱的電流，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；半導(dǎo)體材料不光要求電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且要求電阻率隨溫度的升高而減小，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案：CD【變式訓(xùn)練】1.對(duì)熱敏電阻，正確的敘述是（ ）A.受熱后，電阻隨溫度的升高而迅速減小B.受熱后，電阻基本不變C.熱敏電阻可以用來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度，反應(yīng)快，而且精確度高D.以上說(shuō)法都不對(duì)答案：AC【問(wèn)題探究】【問(wèn)題】干簧管是怎樣起開(kāi)關(guān)作用的？【導(dǎo)思】有磁場(chǎng)的簧片被磁化、無(wú)磁場(chǎng)時(shí)，簧片失去磁性?！咎骄俊扛苫晒軆?nèi)部的兩