高二物理鲁科版选修3-2课件：5.3 大显身手的传感器
新版鲁科版高中物理选修3-2精品课件：第5章 传感器及其应用(2课时175张PPT)
A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量 C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量 【解析】选D。传感器一定是通过非电学量转换成电学 量来传递信号的,D正确。
2.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻 变大,并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无,利 用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路,电源的 电动势E和内阻r不变,在没有磁场时调节变阻器R使电 灯L正常发光,若探测装置从无磁场区进入强磁场区。 则( )
与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电
路①，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏
转②。当待测压力增大时③（
）
世纪金榜导学号
A.电容器的电容将减小 B.灵敏电流表指针在正中央零刻度处 C.灵敏电流表指针向左偏转 D.灵敏电流表指针向右偏转
【审题关键】
Байду номын сангаас
序号 ① ② ③
信息提取 电容器两端保持电压不变 说明了电流方向的判断标准 电压增大,两极板的间距变小
【核心归纳】 传感器的工作原理: 传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、光、声、 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,再送给控制系统产生各种 控制动作。
考查角度2 传感器的构成及作用 【典例2】传感器是一种采集信息的重要器件。如图所 示为测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动 电极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端 固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生 形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器
新版鲁科版高中物理选修3-2精品课件
第5章 传感器及其应用
鲁科版物理选修3-2全册精品课件 第5章第3节
3.工作原理：当洗衣机筒内的水位达到设定 压强 增大到使传感器的膜片 标准时，气体______ 向上凸起，凸起的膜片使动触点与静触点脱
控制电 离，并与另外一个静触点接触，从而____
路的通断．
想一想 1 ．压力传感器是将什么信号转变为电信号 的？能否举另外一例？ 提示：将压力信号转变为电信号，常见的还 有电子秤．
二、自动门 红外线 传感器． 1.组成：________ 2.工作原理：当有人走近自动门时，传感器 红外线，产生电压输出信 接收到人体发出的______ 号；信号经过电路处理后，使定时器工作； 继电器 通电，自动 由定时器构成的电路使________ 门电动机转动，门自动打开；当人通过后几 继电器 断电，自动门电 秒钟，定时器又使________
(3)当电流表刻度盘的读数为 I2＝20 mA 时， U 4.68 压力传感器的电阻 R2＝ ＝ Ω ＝ 234 Ω I2 0.02 由 R＝ 300－ 0.6 F(Ω )，算得 F2＝ 110 N 再由 F2· AO＝ G· BO 得 G＝ 550 N.
【答案】 F的单位分别
要点探究讲练互动
要点一
学案导引
压力传感器的应用
1.压力传感器是如何将压力转变为电信号的？
2.在全自动洗衣机中是怎样实现水位自动控制 的？
1.组成：由金属梁和应变片组成．
2.工作原理：如图所示，弹簧钢制成的梁形 元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应 变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲, 上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的 电阻变大，下表面的电阻变小．F越大，弯 曲形变越大，应变片的电阻变化就越大．
动机反转，门自动关闭．
3.自动门工作流程
想一想
2．红外线传感器的作用是什么？ 提示：红外线传感器的作用是感受红外线， 并将其转变成电信号．
高二物理鲁科版选修3-2课件第5章 传感器及其应用 章末整合提升
电阻值增大，根据串联电路的分压特点知，电压表示数变小.当酒
精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏
电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，
最后不变，所以选项D正确.
答案 D
二、生活中的传感器 传感器一般是把非电学量转换为电学量，因此往往与电子元件一 起构成电路，比较常见的传感器都可以与电路进行组合，所以一 定要注意电路分析，特别是要弄清楚各种敏感元件的特性及各种 常用电子元件的工作特点，并针对具体问题具体分析，灵活处理.
度达到70～80 ℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态.由于R3的
功率较大，因此R2>R3.由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动
断开，而水的沸点只有 100 ℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被
烧干后S1才会断开.
答案 见解析
度降到70 ℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述 直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象.
可知R2________R3( 填“<”、“ ＝”或“>”).若用电饭煲烧水时，
解析
R1 、 R2 起的作用是限流，防止指示灯 ( 氖泡 ) 因电流过大而
烧毁.S2是自动控制温度开关，当温度低于70 ℃时自动闭合，当温
图4
低于70 ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须
较小，所以 R1 、 R2 起________ 作用，R3 是发热电阻，由于煮饭前
温度低于70 ℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”).
接通电源并按下 S1 后，黄灯灭而红灯亮， R3 发热，当温度达到
70～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温
高二物理选修3-2传感器及其应用(课件
03 传感器的应用
工业自动化控制
01
02
03
生产线上物体检测
通过传感器对生产线上的 物体进行检测，实现自动 化控制和调节。
温度、压力监控
传感器可以实时监测工业 生产过程中的温度、压力 等参数，确保生产安全和 稳定。
流量、液位测量
传感器用于测量流体流量 、液位高度等参数
总结词
通过电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。
详细描述
电容式传感器利用电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。其工作原理是将待测物理量通 过外部作用转换成电容量变化，再通过电路将电信号输出。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快 、耐高温等特点，广泛应用于压力、位移、振动等领域的测量和控制系统。
无线化
无线传感器网络的发展使得传感器能够摆脱线缆的束缚，更加灵活地部署在各种 环境中，方便了数据的获取和传输。同时，无线传感器网络在环境监测、智能家 居等领域的应用前景广阔。
05 实验与探究
实验一：传感器的特性研究
总结词
了解传感器的特性是研究传感器的基 础，通过实验一，学生可以深入了解 传感器的电阻、电容、电感等基本特 性。
实验三：压力传感器的应用
总结词
压力传感器在工业生产和日常生活中有广泛应用，通过实验三，学生将学习如何使用压 力传感器测量压力，并了解其在气瓶压力监测等领域的应用。
详细描述
实验三将介绍不同类型的压力传感器，如应变片、压电陶瓷等，并指导学生使用这些传 感器测量气瓶压力，同时了解压力传感器在汽车胎压监测系统等实际应用中的重要性。
高二物理选修3-2传 感器及其应用(课件
目录
CONTENTS
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验与探究
鲁科版高二物理选修3-2全册课件【完整版】
第1章 电磁感应
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导入 改变世界的线圈
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第1节 磁生电的探索
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导入 奇异的电火花
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第1节 感应电流的方向
第2节 感应电动势与电磁感应 定律
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第3节 电磁感应定律的应用
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第2章 楞次定律和自感现象
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导入 两种电源
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第1节 交变电流的特点
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第2节 自感
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第3节 自感现象的应用
鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】源自 专题探究 电磁感应的实验与调 研
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第3章 交变电流
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鲁科版高二物理选修3-2全册课件 【完整版】目录
0002页 0073页 0119页 0231页 0324页 0402页 0482页 0564页 0649页 0714页 0794页 0830页 0902页 1010页
第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 第3节 电磁感应定律的应用 导入 奇异的电火花 第2节 自感 专题探究 电磁感应的实验与调研 导入 两种电源 第2节 交变电流是怎样产生的 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流 第3节 电能的远距离传输 第5章 传感器及其应用 第1节 揭开传感器的面纱 第3节 大显身手的传感器
【测控指导】2021-2022学年高二物理鲁科版选修3～2练习：5.3 大显身手的传感器
A组1.下列仪器或装置不是利用传感器的是()A.汽车防盗报警器B.宾馆房间内的火灾报警器C.工兵用的地雷探测仪D.用钥匙打开房门解析:A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置,都是利用了传感器。
用钥匙打开房门是利用了机械原理,不是利用传感器。
选项D符合题意。
答案:D2.下列器件不是应用温度传感器的是()A.电熨斗B.话筒C.电饭锅D.测温仪解析:话筒应用的是声传感器,电熨斗、电饭锅、测温仪应用的都是温度传感器,故选项B符合题意。
答案:B3.(多选)当前传感器被广泛应用于各种电子产品之中,下述关于常用的几种家用电子产品所接受的传感器说法中,正确的是()A.电视机对无线遥控信号的接收主要是接受了光电传感器B.电子秤中主要是接受了光电传感器C.电脑所用的光电鼠标主要是接受声波传感器D.电子体温计中主要是接受了温度传感器解析:电视机对无线遥控信号的接收主要是接受了红外线传感器,即光电传感器,选项A正确;电子秤中主要是接受了压力传感器,而不是光电传感器,选项B错误;电脑所用的光电鼠标主要是接受光电传感器而不是声波传感器,选项C错误;电子体温计中主要是接受了温度传感器,将温度转化为电信号,选项D正确。
答案:AD4.传感器广泛应用在我们的生产、生活中,常用的计算机键盘就是一种传感器。
如图所示,键盘上每一个键的下面都连一小金属片,与该金属片隔有肯定空气间隔的是另一小的固定金属片,这两金属片组成一个小电容器。
当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下,从而给出相应的信号。
这种计算机键盘使用的是()A.温度传感器B.压力传感器C.磁传感器D.光传感器解析:小金属片被按下时,对该键有一个压力,小金属片向下移动,两个极板之间的距离转变,电容转变,将压力这个力学量转化为电容这个电学量,所以计算机键盘使用的是压力传感器,选项B符合题意,选项A、C、D 不符合题意。
答案:B5.关于测温仪,下列说法中正确的是()A.测温用的金属热电阻的阻值不能随温度的变化而变化B.机场、车站用的测温仪能格外快速地测出人的体温,它是利用了红外线敏感元件C.热敏电阻的特点是随温度的上升而电阻变小D.以上说法都不对解析:金属热电阻随温度的上升而阻值上升,NTC热敏电阻随温度上升而阻值减小,而PTC热敏电阻的阻值随温度的上升而增大,测温仪利用了红外线敏感元件,所以选项B正确。
鲁科版物理选修3-2讲义：第5章 第2+3节 大显身手的传感器
第2节常见传感器的工作原理第3节大显身手的传感器
[先填空]
1．光传感器和温度传感器
(1)干簧管的工作原理
干簧管可以感受外界磁场，当干簧管的两个铁质簧片处有磁场时，两簧片被磁化，在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态，磁场减弱时两簧片分开．
(2)干簧管继电器
①构造：由干簧管和绕在管外的线圈组成．
②作用：在电路中，可以根据流经线圈的电流大小控制电路的通断． ③如图5－2－1所示电路符号
图5－2－1
3．电容式传感器
电容式传感器以各种类型的电容器为传感元件，它将被测量的非电学量的变化，转化成电容量的变化．
根据改变电容的方式不同，电容式传感器可分为变间隙式、变极板面积式和变介电常数式三种．
[再判断]
1．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度的感知很灵敏．(×) 2．半导体制成的热敏元件温度升高时电阻大幅度变化．(√) 3．光照越强，光敏电阻的阻值越小．(√) [后思考]
光敏传感器的敏感元件一定是光敏电阻吗？
【提示】 不一定，凡是在光照条件下电学特性随之改变的都可用作光敏传感器的敏感元件．。
新课标鲁科版3-2 选修三5.3《大显身手的传感器》 优秀教案3(重点资料).doc
第三节大显身手的传感器三维教学目标1、知识与技能（1）了解两个实验的基本原理；[:学+科+网]（2）通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。
2、过程与方法:通过实验培养动手能力，体会传感器在实际中的应用。
3、情感态度与价值观:在实验中通过动手组装和调试，增强理论联系实际的意识，激发学习兴趣，培养良好的科学态度。
教学重点：了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。
温度报警器的电路工作原理。
教学难点：光控电路和温度报警器电路的工作原理。
教学方法：实验法、观察法、讨论法。
教学手段：实验过程中用到的有关器材、元器件等，由实验室统一准备。
（一）引入新课随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的。
这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。
（二）进行新课实验1、光控开关1、实验原理及知识准备（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，试分析其工作原理。
白天，光强度较大，光敏电阻R G电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的。
（1）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1。
6V，就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。
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探究一
探究二
(3)工业生产中的传感器:
①生产的自动化和半自动化。用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动
生产线或者系统,代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作。各种传感 器使生产的自动运行保持在最佳状态,以确保产品质量,提高效率和产量,节约原材 料等。
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4.传感器和机器人
(1)机器人由机械系统、传感器系统、信息处理系统和控制系统组成。传感器
在其中起着非常重要的作用,传感器系统就是机器人的感觉器官,可分为内部传感 器和外部传感器。
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探究一
探究二
探究一传感器的工作原理与应用实例
问题导引 当你走近某些写字楼、机场、豪华宾馆等大厅的入口时,大厅的大门会自动打 开,进入大厅后,门又会自动关闭。你知道自动控制门是应用了哪种传感器吗?为
什么?
提示红外线传感器。人在白天和晚上均发出红外线,当人走近控制门时,传感器 接收到人体发出的红外线后传给自动控制系统,实现自动开门。当人远离控制门 时,传感器接收不到红外线,门会自动关闭。
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探究二
2.常见传感器的应用实例 (1)生活中的传感器:
①与温度控制相关的家用电器:电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等,
都用到温度传感器。
②红外线传感器:自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及
防盗、防火报警器等。
③照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等。
(2)农业生产中的传感器:
①湿度传感器:判断农田的水分蒸发情况,自动供水或停水。 ②温度传感器和湿度传感器,可对上百个点进行温度和湿度监测。由于有了十
分先进可靠的测试技术,有效地减少了霉变现象。
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探究一
探究二
例题1 如图是电饭煲的电路图,S1是一个磁钢限温开关,手动闭合后,当此开关温度达到 居里点(103 ℃)时,会自动断开,且不能自动闭合。S2是一个双金属片自动控温开 关,当温度低于70 ℃时,会自动闭合;温度高于80 ℃时,会自动断开。红灯是加热指 示灯,黄灯是保温指示灯,分流电阻R1=R2=500 Ω ,加热电阻丝R3=50 Ω ,两灯电阻 不计。
第3 节
大显身手的传感器
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学习目标 1.了解传感器在洗 衣机上的应用。 2.了解传感器在自动门 上的应用。 3.了解传感器在指纹识 别器、机器人上的应 用。
思维脉络
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(2)外部传感器主要有:视觉传感器(摄像机)是机器人的“眼睛”;超声波传感器、
语音识别装置等是机器人的“耳朵”;温度传感器相当于机器人的“皮肤”;压力传感 器、温度传感器、位移传感器等使机器人有了“手感”;还有味觉、嗅觉传感器。 (3)内部传感器主要有:角度传感器、关节传感器等。
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3.指纹识别器 (1)组成:电容传感器。 (2)工作原理: 当用户的手指放在绝缘表面上时,皮肤就组成了电容器阵列极板的另一面。由 于指纹的脊和谷相对于另一极之间的距离不同,使电容阵列中不同位置的电容器 的电容值也不相同。通过读取这些电容的差异,就能够获取指纹信息。
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2.自动门 (1)组成:红外线传感器。 (2)工作原理:当有人走近自动门时,传感器接收到人体发出的红外线,产生电压 输出信号;信号经过电路处理后,使定时器工作;由定时器构成的电路使继电器工 作通电,自动门电动机转动,门自动打开;当人通过后几秒钟,定时器又使继电器断 电,自动门电动机反转,门自动关闭。
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1.洗衣机水位控制装置 (1)组成:外筒和内筒、气室、传感器的膜盒。 (2)工作原理:当洗衣机筒内的水位达到设定标准时,气室内气体压强增大到使传 感器的膜片向上凸起,凸起的膜片使动触点与静触点脱离,并与另外一个静触点接 触,从而控制电路的通断。 (3)作用:把力现象转化为电现象。
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探究一
探究二
名师精讲 1.传感器工作原理分析 (1)注意传感器所感受到的是何种物理量。 传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等。 (2)传感器往往与电子元件一起构成电路,应认真分析传感器所在的电路结构,并 注意各种敏感元件特性及各种常见电子元件的工作特点。 (3)注意输出信号的转换。 通过转换元件把敏感元件的输出转换成电学量信号,最后借助于转换电路把电 学量信号转换为便于处理显示、记录或控制的量。
②在数控机床中的位移测量装置,就是利用高精度位移传感器进行位移测量,从
而实现对零部件的精密加工。 (4)飞向太空的传感器: 在航空、航天技术领域,传感器应用得较早,也应用得较多,在运载火箭、载人 飞船中,都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用。这些传感器对控制航天 器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等都有重要作用。在载人飞船中还 使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器,如测量血压、心电图、体温等。