2022年高中物理第章传感器传感器温度传感器和光传感器教师用书教科版选修- .pdf
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1、1 1传感器2温度传感器和光传感器学 习 目 标知 识 脉 络1. 了解传感器的概念、结构及各部分的作用 ( 难点 ) 2. 通过实验感知半导体热敏电阻的特性 ( 重点 ) 3. 了解干簧管的构造及作用( 重点 ) 4. 知道温度与光传感器常用的敏感元件及其在生活、生产中的应用( 重点 ) 传 感 器 先填空 2敏感元件的原理(1) 根据感知原理分类物理类:基于力、热、光、电磁和声等物理效应化学类:基于化学反应的原理生物类:基于酶、抗体和激素等分子识别功能(2) 原理:大多数传感器是通过敏感元件把非电学量转变为电学量,或转化为电路的控制开关,从而实现方便的显示、记录、处理和控制(3) 应用实例
2、:半导体热敏电阻:具有电阻随温度灵敏变化的特性,可以实现对温度的测量常用于温度传感器干簧管:感知磁场的敏感元件,常用于磁场控制开关名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 8 页 - - - - - - - - - 2 再判断 (1) 干簧管是一种磁传感器 ( )(2) 传感器担负着采集信息的任务( )(3) 传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具( ) 后思考 街旁的路灯, 江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄, 利用半导体的电学特性可以制成自动点
3、亮、熄灭的装置,从而实现自动控制想一下,这是利用了半导体的什么性质呢?【提示】利用了半导体敏感元件的光敏特性 合作探讨 探讨 1:干簧管的工作原理及在电路中的作用是什么?【提示】干簧管可以感受外界磁场,当干簧管的两个铁质簧片处在磁场中时,两个簧片被磁化,在磁力的作用下由原来的分离状态变成闭合状态,磁场减弱时两个簧片又分开,它在电路中的作用就是一个磁控开关探讨 2:举例说明:不便于测量和控制的非电学量有哪些?便于测量和控制的电学量有哪些?【提示】不便于测量和控制的非电学量主要有角度、位移、速度、压力、 温度、声强、光照等,便于测量和控制的电学量有电压、电流等 核心点击 1传感器的工作流程和传感器
4、组成(1) 传感器的工作流程(2) 传感器的组成敏感元件: 相当于人的感觉器官,是传感器的核心部分,是利用材料的某种敏感效应( 如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等) 制成的转换元件: 是传感器中能将敏感元件输出的,与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件转换电路:是将转换元件输出的不易测量的电学量转换成易于测量的电学量,如电压、电流、电阻等2传感器的原理传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而输出的通常是电学量,如电压、电流、电荷量等这些输出的信号是非常微弱的,通常需要经过放名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
5、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 8 页 - - - - - - - - - 3 大后,再传送给控制系统产生各种控制动作3分类(1) 按传感器所测量物理量分为:位移、力、速度、温度、流量、气体成分等传感器(2) 按传感器工作原理分为:电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、热电偶等传感器(3) 按传感器输出信号性质分:输出为开关量( “1”或“ 0”或“开”和“关” ) 的开关型传感器;输出为模似信号的模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器1关于传感器的下列说法正确的是( ) A所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B金属材料也可以
6、制成传感器C传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D以上说法都不正确【解析】半导体材料可以制成传感器,其他材料也可以制成传感器,如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计,所以A错, B正确;传感器不但能感知电压的变化,还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,所以C错【答案】B 2关于传感器工作的一般流程,下列说法中正确的是( ) 【导学号: 31310142】A非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件B电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量C非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量D非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量【答案】C 3. 传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量
7、,其工作过程可能是( ) A将力学量 ( 如形变量 ) 转换成磁学量B将电学量转换成热学量C将光学量转换成电学量D将电学量转换成力学量名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 8 页 - - - - - - - - - 4 【解析】传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电路的通断的一类元件;故只有 C项正确【答案】C 电学量的优点电学量具有便于控制、放大、衰减、波形整理、显示、可储存、
8、远距离传输等技术方面的优点,尤其是将电学量与计算机技术结合,可以方便地实现信息的采集、处理、 输出的自动化和智能化,所以现代信息技术与自动控制中常将非电学量转化成电学量进行信息收集温 度 传 感 器 和 光 传 感 器 先填空 1温度传感器(1) 概念:温度传感器是把温度转换为电信号的传感器(2) 几种常用的温度传感器:热双金属片温度传感器a敏感元件:两种热膨胀系数相差较大的金属片焊接或轧制成的热双金属片b工作原理:温度升高时,由于两面金属膨胀程度不同,双金属片就会变形因此热双金属片可作为温度的敏感元件利用了热双金属片对温度的感知表现为形变的特性热电阻传感器a敏感元件:用金属丝制作的感温电阻(
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