光傳感器和溫度傳感器

第1節(jié)傳感器

第2節(jié)溫度傳感器和光傳感器

核心要點突破課堂互動講練課前自主學案知能優(yōu)化訓練第2節(jié)課標定位課標定位學習目標：1.知道傳感器的概念、結(jié)構(gòu)及工作原理．2．了解傳感器的分類情況及熱敏電阻的特性．3．知道溫度傳感器的原理，了解溫度傳感器在生活中的應用．4．知道光電傳感器的原理，了解光電傳感器在生活中的應用．重點難點：1.傳感器的基本原理及其構(gòu)造．2．利用實驗研究熱敏電阻的溫度特性曲線自主生疑一、傳感器1．概念：傳感器通常是把被測的_____信息，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應的___信息的器件或裝置．2．結(jié)構(gòu)：一般由_________和_________組成，如圖3－1－1所示．(1)敏感元件能直接感受非電信息，并將這些信息變換成_________的物理量，形成電信號．(2)處理電路能把微小的信號進行_____，并除去干擾信號，使敏感元件輸出的電信號轉(zhuǎn)變成便于顯示、記錄、處理和控制的_______二、敏感元件的原理1．敏感元件就其感知外界信息的原理可分為三類：(1)______

類；(2)______類；(3)______

類．2．由教材P61～62的實驗探究可知：熱敏電阻用_________材料制成，具有電阻隨_____靈敏變化的特性，可以實現(xiàn)對溫度的測量．3．干簧管是一種能感知_____的敏感元件，它由密封在玻璃管內(nèi)的兩個___________構(gòu)成，兩個簧片相互交疊但其間保持一個縫隙，簧片在磁場作用下會磁化為異名磁極相對的磁鐵，當磁力大于簧片的彈力時兩者緊密地接觸．三、溫度傳感器1．熱雙金屬片溫度傳感器將兩種__________相差較大的不同金屬片焊接或軋制為一體后，溫度升高時，由于兩面金屬膨脹程度______，雙金屬片就會________2．熱電阻傳感器(1)定義：用金屬絲制作的____電阻叫做熱電阻．(2)金屬的電阻R與溫度t的關(guān)系是：R＝R0(1＋θt)．(3)作用：測___和測_____3．熱敏電阻傳感器熱敏電阻是用_______材料制成的，其電阻值隨溫度變化明顯，NTC熱敏電阻(負溫度系數(shù))的阻值，隨溫度升高而____，PTC熱敏電阻的阻值隨溫度升高而______四、光傳感器

1．定義：光電傳感器是一種能夠感受________，并按照一定規(guī)律把_______轉(zhuǎn)換成________的器件或裝置．2．應用：(1)光電式煙塵濃度計．(2)光電式轉(zhuǎn)速表．二、互動解疑一、傳感器的工作原理1．傳感器傳感器能夠感受諸如位移、力、溫度、光、聲、化學成分等非電信息，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流、電阻等電信息，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷．傳感器是通過測量外界的物理量、化學量或生物量來捕捉和識別信息，并將被測量的非電信息轉(zhuǎn)換成電信息的裝置．2．傳感器的基本原理傳感器感受的通常是非電信息，而它輸出的通常是電信息，不過這些輸出信號往往是非常微弱的，一般需要經(jīng)過放大后，再輸送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作．其工作過程可由圖3－1－2表示．(1)非電信息：如位移、力、溫度、光、聲、化學成分、濃度、酸堿度等．(2)敏感元件：是傳感器的核心，相當于人的感覺器官，能直接感受被測量的非電信息并將其轉(zhuǎn)換成與被測量的非電信息有一定關(guān)系的易于測量的物理量．(3)轉(zhuǎn)換元件：通常不能直接感受被測量的非電信息，而是將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換為電信號輸出．(4)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電信息．(5)電信息：如電壓、電流、電阻等．即時應用(即時突破，小試牛刀)(2011年陜西榆林高二檢測)關(guān)于傳感器及其作用，下列說法中正確的是(

)A．傳感器一般是把非電信息轉(zhuǎn)換為電信息B．傳感器一定是把非電信息轉(zhuǎn)換為電路的通斷C．傳感器把非電信息轉(zhuǎn)換為電信息是為了方便進行測量、傳輸、處理和控制D．電磁感應是把磁信息轉(zhuǎn)換為電信息，所以利用電磁感應現(xiàn)象工作的動圈式話筒也是傳感器解析：選ACD.根據(jù)傳感器的概念和工作原理可以判斷A、C正確．B選項中不一定把非電信息轉(zhuǎn)化為電路的通斷，還有其他的表現(xiàn)形式，故B錯．動圈式話筒利用電磁感應將聲音轉(zhuǎn)化為電流，是傳感器，D正確．二、探究熱敏電阻的溫度特性曲線1．實驗設(shè)計(1)用萬用電表的電阻擋直接測量熱敏電阻隨溫度的變化特性，方法簡便，誤差大．(2)伏安法測量熱敏電阻的溫度特性曲線．2．采用伏安法測量(1)器材：電壓表、電流表、電源、滑動變阻器、固定電阻、熱敏電阻、開關(guān)和導線若干；溫度計、水槽、電加熱裝置和開水冷水各一份．(2)原理：采用水浴法改變熱敏電阻的溫度(如圖3－1－3)用伏安法測量電阻(如圖3－1－4)(3)測量步驟：將熱敏電阻用塑料薄膜包裹一層，防止水浴時電阻的引線與水接觸，連接好如圖3－1－4所示電路．將水槽里的水兌成10℃，將熱敏電阻放入水中，稍等片刻，閉合開關(guān)，讀出電壓表、電流表、溫度計的示數(shù)．將水溫兌成20℃、30℃、40℃、50℃…90℃，各測量一次，計算出各溫度下對應的電阻．(4)設(shè)計表格，將上述方法取得的數(shù)據(jù)填入表格．(5)數(shù)據(jù)處理，在坐標紙上做出R－t圖像．3．熱謠敏電激阻的R－t圖像熱敏截電阻膊所用規(guī)材料買根據(jù)井其溫完度特慚性可翁分為秀三類紀：(1參)正溫解度系愛數(shù)的猶熱敏未材料(P晚TC堆)，它傷的電廈阻隨蕩溫度灣升高歉而增饞大．(2日)負溫坡度系鉆數(shù)的直熱敏睬材料(N遇TC摩)，它興的電宇阻隨逝溫度宇升高悼而減芝小．(3聰)臨界子溫度圖系數(shù)虛的熱棍敏材航料(C紛TC扶)，它匙的電征阻在躲很小殲的溫乘度范謎圍(臨界)內(nèi)急皂劇下稈降．這三丸類熱辦敏材截料電芒阻率船的溫瘡度特習性曲織線如餃圖3－1－5所示守．可府見，PT桶C和CT夾C型熱姻敏電艦阻在弊一定悶的溫座度范度圍內(nèi)淚，阻滿值隨面溫度醫(yī)急劇蛾變化秀，常屬用作開關(guān)險元件揉，NT迎C型熱喉敏電產(chǎn)阻的拖阻值裁隨溫寫度升市高而葵減小鼠．尤礎(chǔ)其要銅注意國的是醋在溫倘度測礦量中逢使用銹最多修的就促是NT厚C型熱站敏電悼阻，控我們呢常說脂的熱芬敏電目阻也館是指馬這一奪類．特別匙提醒養(yǎng)：要注現(xiàn)意區(qū)鄰別熱聰敏電忠阻和倉金屬鐮熱電添阻，孩熱敏往電阻歸用半沸導體六材料著制成嗚，其魯電阻翁值隨粱溫度業(yè)變化術(shù)明顯琴，溫縫度升喚高電壤阻減賠?。恢付鸨韺俚某穗娮杳孰S半溫度歡的升菌高而顏增大盈，這閉樣的匆金屬安電阻唐也可腿以制跡作溫據(jù)度傳交感器漠，稱兼為熱先電阻槐．熱兩敏電尸阻的島靈敏曾性好綠，但遵化學嗎穩(wěn)定己性較注差；能金屬崖熱電刪阻的曲化學摔穩(wěn)定湊性好斧，測趕溫范巷圍大沖，但脹靈敏拾性較倆差．三、憤光電胸傳感卸器的牢原理條及光果敏電位阻1．光央電傳費感器襪：是鼠一種名能夠云感受似光信畢號，蘇并按戲照一隆定規(guī)詢律把稅光信桌號轉(zhuǎn)坊換成霉電信先號的破器件旦或裝宏置．2．光稿敏電衫阻：迎在被規(guī)光照惜射時怪電阻冠發(fā)生經(jīng)變化朝，可叢以把顧光照得強弱雀轉(zhuǎn)換征為電遲阻大駐小這儀個電母學量游．3．半禿導體按的導夜電機純理：霸以半號導體存材料乞硅為閘例說玩明半翅導體著的導偉電機葉理，裙圖3－1－6是硅爬原子店排列稻示意寄圖，車每個婦原子賺的最尿外層街有4個電峰子．俘由于睡熱運爹動或申其他早原因斗，其開中極擔少數(shù)興電子嘩可能矛獲得堪較大盛的能翅量，宇掙脫萬原子欲的束瞧縛而勻成為壘自由戚電子纖．這閉樣，值在原嬌來的星地方四就留每下一系個空鹽位，島稱為壟“空暑穴”械．空者穴相舉當于猜一個悟正電郊荷．織當這討個空束穴由刮附近糧原子秘中的電賞子來怒填補經(jīng)時，忌就出沫現(xiàn)了脅一個衣新的汗空穴動，這擋種變研化相河當于千空穴康在移逮動如果彩有了幸外電易場，它自由頃電子絞和空拴穴會崇向相廢反的薯方向嗓做定鍵向移漸動，吹于是瞧在半笑導體公中形構(gòu)成了守電流?。韵队呻姌s子和揀空穴牙都叫山做載爺流子征．4．光冒敏電氧阻的淹特性當光忍敏電暫阻受爬到光睛照射槽時，誓會有追更多和的電扁子獲冠得能械量成保為自銜由電糖子，罪同時抽也形友成更遇多的氣空穴詠，于露是導景電性客明顯怒地增私強，國電阻枕減小咐．不真受光鹽照射押時的洋電阻資阻值駐是受勇光照感射時那的10串0倍～10侍00倍．類型1.對傳玩感器協(xié)原理鼠的認蒼識全面匆了解跌汽車甜的運妨行狀秒態(tài)(速度肺、水寇箱溫平度、花油量)是確懲保汽典車安址全行型駛和鹿駕駛鄰員安楊全的廁舉措屆之一狹，為拋模仿偏汽車眉油表會原理療，自靈制一逼種測奔定油欲箱油卸量多捷少或近變化眠多少薦的裝司置．參如圖3－1－7所示齒，其紡中電周源電守壓保走持不夸變，R是滑柳動變殲阻器暈，它投的金絕屬滑艱片是鳥金屬艇桿的抵一端冰．小給陽同蜻學在畝裝置侮中使盞用了紀一只酒電壓享表(圖中丘沒有薪畫出)，通促過觀矩察電休壓表元示數(shù)標，可拴以了味解油涼量情閱況，房誠你認傾為電燙壓表循應該年接在屈圖中法的__降__糠__瞇__兩點之怠間，按照汪你的弓接法遷請回捧答：怕當油嗚箱中淺油量吉減少棵時，綠電壓突表的桌示數(shù)逢將__犯__沒__厲__晉(填“秒增大雄”或群“減眼小”)．【精講姐精析】由題沃圖可羊知當膽油箱蹦內(nèi)液鉆面高威度變刑化時命，R的金酷屬滑漫片將蜘會移膊動，唐從而利引起R兩端畏電壓肯的變化化，艷且當R′?R時，UR＝IR可視洋為UR與R成正切比，浴所以內(nèi)電壓甩表應托接在b、c之間貪，當轟油量表減少鐵時，彎電壓編表示權(quán)數(shù)將昨增大顧．【答案】b、c增大【方法余總結(jié)】(1怖)各類抵傳感劫器工行作原攀理雖閥不完辰全相要同，鍛但都仆是把詞非電趣學量杠轉(zhuǎn)換塊為電每學量摧．(2側(cè))傳感封器輸畜出的信電學臟量有謎電流龜、電煮壓及嘗電路宏通斷璃等多私種形疏式．(3慚)解此的類問亡題的叉基本打思路同：分析詞電路夏結(jié)構(gòu)→研究陸電阻屆的變麻化→判斷(計算)電流棍、電臟壓的嗎變化艙．類型2.熱敏陸電阻描的應社用如圖3－1－8所示肝，R1為定辦值電敵阻，R2為負混溫度何系數(shù)兇的熱挎敏電壺阻，L為小絲式燈泡料，當役溫度返降低房誠時()A．R1兩端真的電烤壓增松大B．電煙流表億的示掀數(shù)增焦大C．小蜘燈泡忘的亮嶄度變繩強D．小臘燈泡相的亮宅度變倉弱【自主屋解答】R2與燈L并聯(lián)煎后與R1串聯(lián)到，與咐電源詞構(gòu)成翅閉合刪電路英，當械熱敏司電阻手溫度何降低飄時，攝電阻R2增大能，外館電路闊電阻撥增大遇，電繩流表紐奉讀數(shù)譯減小勵，路娘端電律壓(E－Ir)變大緞，R1兩端污電壓(IR1)變小技，燈L電壓(E－Ir－IR1)變大未，燈隆泡亮剃度變細強，C正確杠．【答案】C類型3.光敏話電阻充的應蔬用如圖3－1－9所示挽為光瓜敏電萄阻自屯動計怎數(shù)器巨的示世意圖悔，其揀中R1為光煤敏電索阻，R2為定儲值電霞阻，族此光詳電計蠶數(shù)器急的基乒本工燙作原蘆理是()①當有磚光照哥射R1時，聞信號幟處理換系統(tǒng)不獲得親高電漫壓②當云有光閱照射R1時，館信號綢處理棄系統(tǒng)賄獲得凍低電濤壓③信賠號處季理系載統(tǒng)每裕獲得教一次鼠低電形壓就鋸計數(shù)酸一次④信晃號處仆理系親統(tǒng)每憂獲得陵一次廚高電萍壓就算計數(shù)店一次A．①島③B．①言④C．②溜③D．②趙④【精講捏精析】R1為光頓敏電扭阻，摔當有寄光照澤射時鑄，R1的阻蘭值變糕小，R