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高中物理--传感器及其工作原理


光信号
电信号
Si
Si
自由
电子
Si
Si
Si
空穴 Si
Si
Si
Si
例题1:如图所示,R1、R2为定值电阻,L是小灯泡,R3为
光敏电阻,当照射光强度增大时,(
A)BC
A.电压表的示数增大
B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率增大
D.电路的路端电压增大
二、敏感元件: 2、热敏电阻:
请自主阅读教材P54的内容,思考问题: (1)金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变 化关系是否相同? (2)热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点? (3)热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什 么量?
定压力的电容式传感器,当待测压力F作用于可动膜片产
生变形,引起电容的变化,若将电容器、灵敏电流计和电
源串联接成闭合电路,那么( BC

A.当F向上压膜片电极时,电容将减小
B.当F向上压膜片电极时,电容将增大
C.若电流计有示数,则压力F发生变化
D.若电流计有示数,则压力F不发生变化
固定电极
膜片电极
待测压力F
q UH qBv b
I nq(bd )v
IB IB 1
UH
nqd
k
d
(k
) nq
三、电容传感器的应用 (1)测定角度θ:
动片
θ
定片
(3)测定压力F:
固定电极 可动电极
待测压力F
力学量
(2)测定液面高度h:
金属芯线 电介质
导电液体
(4)测定位移x:
极板
电介质
x
极板
电学量
例4.传感器是一种采集信号的重要器件,如图是一种测
教学时力避深奥的理论,侧重于联系实际,让学生感受传感器 的巨大作用,进而提高学生的学习兴趣,培养学生热爱科学的 情感和崇尚科学的精神。
1、了解什么是传感器,知道非电学量转化为电学量 的技术意义; 2、认识一些制作传感器的元器件,知道这些传感器 的工作原理。
思考讨论
1、生活中常用的电视、空调的遥控器是如何 实现远距离操纵的?
课后作 业
1.观察与思考:日常生活中哪些地方用到了 传感器,它们分别属于哪种类型的传感器,它们的 工作原理如何?
2.实验设计:用热敏电阻、继电器等器材设 计一个火警报警器。
温度传感器:
光传感器(光敏电阻)
火警报警器
色标传感器
力传感器
二、敏感元件: 1、光敏电阻:
请自主阅读教材P53的内容,思考问题: (1)光敏电阻的电阻率与什么有关? (2)光敏电阻受到光照时会发生什么变化?怎样解 释? (3)光敏电阻能够将什么量转化为什么量?
二、敏感元件: 1、光敏电阻:
结论:光照强,电阻小;光照弱,电阻大
一、传感器及其工作原理
传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程 标准紧扣时代脉搏,对传感器教学提出明确要求。本课的设 计思路是通过对实验的观察、思考和探究,了解什么是传感 器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的,传感器在生产、 生活中有哪些具体应用,为学生利用传感器制作简单的自控 装置作一铺垫。
A. I 变大,U 变大 B. I 变小,U 变小
C. I 变小,U 变大 D. I 变大,U 变小
二、敏感元件: 3、霍耳元件:
磁信息
工作原理:霍耳效应
电信息
【例3】有电流 I 流过长方体金属块,金属块高度为d,宽为b, 有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里,试问金属 块上、下表面哪面电势高?电势差是多少?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的现象?
什么样的装置?
S
N
原理:
当磁铁靠近干簧管时,两个簧片被磁化而接通, 所以干簧管能起到开关的作用!
磁信号
电路的通断
一、什么是传感器:
(请自主阅读教材P52)
(1)什么是传感器? (2)传感器的作用是什么?
一、什么是传感器:
视觉 嗅觉 听觉 味觉 触觉 温度
光传感器
温度传感器 气体传感器
声音传感器 味传感器
2、楼梯上的电灯如何能人来就开,人走就熄的? 3、工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱 是如何工作的?
演示
B
S
N
如图6.1-1,小盒子A的侧面露出一个
小灯泡,盒外没有开关,但是把磁铁B放
到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移走,
A
灯泡熄灭。
小灯泡
盒子里有什么样的装置,才出现这样 如图6.1-1盒子里有
二、敏感元件: 2、热敏电阻:
(1)金属热电阻:
电阻随温度的升高而增大。
(2)热敏电阻:
电阻随温度的升高而减小。
温度
电阻
例题2:如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2
为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显
示器,a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,
B 显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
温度传感器 压力传感器
一、什么是传感器:
1、定义:
传感器是把非电学量(如位移、速度、力、磁感应
强度、温度、光、声等)按一定的规律转换为电学 量 . (如电压、电流、电阻、电容等)的元器件
传感器
非电学量
电学量
一、什么是传感器:
1、定义:
2、工作原理:
非 电 学 量
传 感 器
电 学 量
各种度传感器:
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