高中物理 第六章 傳感器 第1節(jié) 傳感器及其工作原理導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-21.doc

1、a6.1傳感器及其工作原理【學(xué)習(xí)目標】1、 知道什么是傳感器，知道光敏電阻特點及作用，2、 掌握熱敏電阻和金屬電阻的特點及區(qū)別，理解霍爾元件的原理及作用3、 了解傳感器應(yīng)用的一般模式4、 理解力、溫度、光傳感器工作原理【學(xué)習(xí)重點】 掌握各種傳感器元件的特性【學(xué)習(xí)難點】 理解各傳感器應(yīng)用原理【學(xué)習(xí)方法】 探究 實驗 討論【課本導(dǎo)讀】1、 傳感器：傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等_量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為容易進行測量、傳輸、處理和控制的電壓、電流等_量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。傳感器一般由敏感元件和輸出部分組成，通過敏感元件獲取外界信息并轉(zhuǎn)換_信號，通過輸出

2、部分輸出，然后經(jīng)控制器分析處理。常見的傳感器有：_、_、_、_、力傳感器、氣敏傳感器、超聲波傳感器、磁敏傳感器等。2、干簧管結(jié)構(gòu)：它是玻璃管內(nèi)封入的的兩個制成的簧片作用：在電路中起到的作用，它是一種能夠的傳感器3、光敏電阻 光敏電阻是用制成的，硫化鎘就是一種。其特點是電阻率隨光照強度的增大而，原因是：無光照射，載流子，導(dǎo)電性；隨著光照的增強，載流子 ，導(dǎo)電性能 。 作用：光敏電阻能夠把 轉(zhuǎn)化為。它就象人的眼睛，可以看到光線的強弱。4、熱敏電阻和金屬熱電阻熱敏電阻：半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力隨溫度升高而，電阻率隨溫度升高而，用做成的傳感器稱為熱敏電阻，熱敏電阻也可以用制成，其電阻隨溫度的變化 。特點是

3、靈敏度。金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度的升高而，用多種金屬做成的溫度傳感器稱為熱電阻其特點是、測溫范圍，但較差二者的作用：二者都能把轉(zhuǎn)化為aa5、電容式位移傳感器能夠把物體的_這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為_這個電學(xué)量。圖6116、霍爾元件 構(gòu)造（如圖611所示）：在很小的矩形薄片上，制作四個電極，就成為一個霍爾元件霍爾電壓：表達式UH=，式中d為，k為，其大小與有關(guān)霍爾效應(yīng)的原理：外部磁場使運動的載流子受到洛侖茲力，在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向的電場；橫向電場對電子施加與洛侖茲力相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛侖茲力達到平衡時，導(dǎo)體板兩側(cè)會形成穩(wěn)定的電壓.設(shè)圖中MN方

4、向長度為L2，則： qvB 根據(jù)電流的微觀解釋 Inqsv ，s =d 整理后，得：= 令 k = ，因為n為材料單位體積的帶電粒子個數(shù)，q為單個帶電粒子的電荷量，它們均為常數(shù)，所以有：=作用：用霍爾元件能夠把轉(zhuǎn)換為【方法點撥】例1如圖所示，將萬用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與一熱敏電阻Rt的兩端相連，這時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_（填 “左”或“右”）移動；若用吹風(fēng)機將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向_（填“左”或“右”）移動。例2傳感器是一種采集信息的重要器件。如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器。當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極時，可使膜片產(chǎn)生形變

5、，引起電容的變化，將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么（ ）A當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將減小B當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將增大aaC若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生變化D若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化【課堂練習(xí)】1、關(guān)于干簧管，下列說法正確的是()A干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用D干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的2、關(guān)于傳感器的下列說法正確的是()A所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的 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以上說法都不正確3、熱敏電阻能將熱信號轉(zhuǎn)換為電信

6、號是因為()A電阻阻值的大小隨熱量的變化而變化 B電阻阻值的大小隨溫度的變化而變化C電阻體積的大小隨熱量的變化而變化 D電阻體積的大小隨溫度的變化而變化4、利用半導(dǎo)體材料可制成哪些電子元件 ( )A、熱敏電阻 B、光敏電阻 C、晶體管 D、標準電阻5、用多用電表的同一檔位測量熱敏電阻和光敏電阻的阻值時，下列說法正確的是( )A、測熱敏電阻時，溫度越高，多用電表指針偏角越大B、測熱敏電阻時，溫度越高，多用電表指針偏角越小C、測光敏電阻時，光照越弱，多用電表指針偏角越大D、測光敏電阻時，光照越弱，多用電表指針偏角越小6、如圖所示為電阻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

7、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7、下列說法正確的是 （ ）A、金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度增加而減小B、半導(dǎo)體的電阻率隨溫度增加而增大C、用半導(dǎo)體制成的熱敏電阻，可以作為測溫元件D、用半導(dǎo)體制成的光敏電阻，可以起到開關(guān)的作用8、關(guān)于熱敏電阻以下說法中正確的是 （ ）aaA、熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大B、熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小C、熱敏電阻的阻值隨溫度變化而均勻變化D、熱敏電阻可以用金屬氧化物制作9、如圖所示是測定位移的電容式傳感器，其工作原理是哪個量的變化，造成其電容的變化（ ）A電介質(zhì)進入極板的長度B兩極板間距C兩極板正對面積D極板所帶電量10、一般光敏電阻的阻值隨入射光強度的增加而由于它對光照較敏感，所以可以