高中物理第三章传感器第二节传感器的原理课件粤教版选修3_2

转换 转换 电学量 被测量 敏感 ――→ ―→ ―→ ――→ 元件 元件 电路
2．传感器的组成． 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部 分组成． (1)敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测 量并将其变换成与被测量成一定关系的易于测量的物理 量．
(2)转换元件：也称传感元件，通常不直接感受被测 量，而是将敏感元件输出的物理量转换为电学量输出．
判断正误 (1)对应于被测量，传感器能给出易于处理的输出信 号．(√) (2)传感器能将被测量的非电学量转换成电学量． ( √)
小试身手 1．(多选)许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时， 出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应， 它的控制电路中接入了哪些传感器( A．温度传感器 C．声音传感器 B．光传感器 D．热传感器 )
(3)转换电路：是将转换元件输出的电学量转换成易 于测量的电学量，如电压、电流、频率等．
3．传感器的原理． 传感器感受的通常是非电学量，如压力、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，通常需要经过放大后，再传送给控制系统产生各种 控制动作．
第三章
传感器
第一节 第二节
认识传感器 传感器的原理
学
习Hale Waihona Puke 目标重点
难
点
重点
1.了解什么是电学量、非 电学量，以及两者之间的 转换. 2.了解光敏电阻、 热敏电阻的工作原理．
1.知道什么是传感器. 2.知道传感器的分类. 3.知道光敏电阻、热敏电阻的 工作原理． 难点
传感器的结构及工作原理 .
知识点一 提炼知识 1．传感器．
(2)热敏电阻：利用半导体材料的阻值随温度变化而 变化的特性来实现温度测量． (3)热敏电阻的特性：热敏电阻的阻值随温度的变化 而变化，正温度系数热敏电阻，温度升高，电阻增大； 负温度系数热敏电阻，温度升高，电阻减小． (4)在日常生活中，各种家用电器的自动化、智能化 工作都离不开温度传感器的应用，如电饭煲、空调机、 电热水器、微波炉等．
解析：根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白 天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即 使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制 电路中接入了光传感器、声音传感器．故选 B、C. 答案：BC
知识点二 温度传感器和光电传感器原理 提炼知识 1．温度传感器的原理． (1)温度传感器：将温度变化转换为电学量变化的装 置， 它通过测量传感器元件的电学量随温度变化来实现对 温度的测量．
【典例 1】 下面哪些技术中，没有涉及传感器的应 用( ) A．走廊照明灯的声控开关 B．工厂、电站的静电除尘 C．宾馆的自动门 D．家用电饭煲从炊饭到保温的自动切换
解析：传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电 学量转换为电学量． 走廊照明灯的声控开关， 实际是将声 波转化成电信号的过程，利用了传感器；工厂、电站的静 电除尘是利用带电微粒在电场中偏转，没涉及传感器； C.宾馆的自动门是把人反射出来的红外线转化为电信号， 利用了传感器；
2．光电传感器的原理． (1)应用：路灯光电开关电路和红外楼道照明开关电 路． (2)光敏电阻特性：光敏电阻的阻值随光照变强而减 小． (3)作用：将光学量变化转换为电学量变化．物体在 光线的作用下，其导电性能发生变化，如光敏电阻、光 电池和光敏晶体管等．
判断正误 (1)热敏电阻一定是随温度的升高其阻值增大．(×) (2)光敏电阻受到的光照越弱，电阻越大．(√)
认识传感器
传感器是能够完成两种量(光、热、电、力学量和机 械量等)之间的变换和转换关系的元件．
2．传感器的组成． 传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部 分组成． 3．传感器的分类． (1)按被测量分类：加速度传感器、速度传感器、压 力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等．
(2)按工作原理分类：电阻应变式传感器、压电式传 感器、电容式传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、 磁电式传感器等． (3)按能量传递方式划分，可分为有源传感器和无源 传感器两大类．有源传感器是一种能量更换器，无源传 感器不能进行能量更换，被测的非电学量仅对传感器中 的能量起着控制和调节的作用，需具有辅助能源(电源)．
电饭煲温度达到某特定值时， 永磁体与感温磁体开始 分离，会自动切断电源，利用了温度传感器． 答案：B
题后反思 对一些生活中常见的自动控制元件， 要知道其工作原 理，比如：电饭煲、楼梯照明灯、电熨斗等．
1． 2007 年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两 位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨 磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是 纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用 的说法中，错误的是( )
小试身手 2．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、 白天熄．现利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄 灭的装置，实现了自动控制，其主要利用了下列哪种传 感器( ) B．光电传感器 D．以上任意一种
A．温度传感器 C．压力传感器
解析：灯要求夜晚亮、白天熄．则白天有光，黑夜没 有光， 故是由光导致电路的电流变化， 所以电路中光传感 器导致电阻变化， 实现自动控制， 因此是利用光电传感器． 答案：B
拓展一
传感器的组成及其原理
1．传感器由哪几部分组成？ 提示： 传感器一般由敏感元件、 转换元件和转换电路 三部分组成．
2．传感器有什么作用？ 提示：传感器将所感受到的物理量(如力、热、光、 声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．
1．传感器的工作流程． 传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、光、声 等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件， 其工 作流程是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号 按一定规律转换成便于利用的信号．
A．热敏电阻可应用于温度测控装置中 B．光敏电阻是一种光电传感器
C．电阻丝可应用于电热设备中 D． 电阻在电路中主要起到通过直流、 阻碍交流的作用
解析： 热敏电阻对温度很敏感， 光敏电阻对光照很敏 感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以 A、B、C 三 个说法均正确；交流电、直流电均可通过电阻，电阻对它 们均可产生阻碍作用，所以 D 错误． 答案：D