《 传感器及其工作原理》导学案
传感器及其工作原理导学案
传感器及其工作原理导学案
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学习目标
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、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。
3、了解传感器的应用。
学习重．难点
理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理-----------重点
对传感器三种常见敏感元件的工作原理的理解---------------难点
c）功能：把_______转换为_______（电学量）。
（3）霍尔元件
①材料及构造
②霍尔电压：_________________________。
③功能：把_________（磁学量）转换为_______（电学量）。
传感器功能：能将力、温度、光、声、物质成分等_________转化为______的元件。
典例探究
如图，R2为热敏电阻，a、b间接报警器。
当温度升高时，a、b间电压将？
自我检测
资料57页1、2、3、
4题
我的收获及疑惑：1
2。
6.1《传感器及其工作原理》导学案
在日常生活中我们可能有过这样的经历:当走近自动门时,门会自动打开;电梯关门,当两门靠拢到接触人体时,门又会重新自动打开……这是由于传感器在起作用,传感器是自动化控制装置中必不可少的器件,在信息技术高速发展的今天,传感器发挥着越来越重要的作用。
图示为电影《霹雳五号》中机器人的造型。
课时6.1传感器及其工作原理1.初步认识传感器的基本功能。
2.了解传感器是能感受非电学量并将其转换成电学量的元件。
3.知道光敏电阻的电阻率与光照强度有关。
4.知道霍尔元件能把磁感应强度转换为电压。
1.什么是传感器传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如①力、②温度、③光、④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,或转换为电路的通断等。
2.常见传感器元件(1)光敏电阻光敏电阻是把硫化镉涂敷在绝缘板上制成的一种电阻,其中硫化镉是一种⑤半导体材料。
(2)金属热电阻和热敏电阻金属热电阻与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度⑥较差(填“较好”或“较差”)。
(3)电容式位移传感器电容式位移传感器是把位移这个⑦力学量转换成为电容这个⑧电学量的传感器。
(4)霍尔元件霍尔元件能够把⑨磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
主题1:认识传感器(1)夜晚,楼梯上漆黑一片。
但随着我们的脚步声响,楼梯的灯亮了;我们登上一层楼,灯光照亮一层楼,而身后的灯则依次熄灭。
你认为这种照明电路中至少含有哪些传感器?为什么灯亮了一段时间才熄灭?(2)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,而它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等。
这些输出信号是非常微弱的,那么它是如何送给控制系统来产生各种控制动作的?画出原理图。
主题2:光敏电阻图示是利用光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B中的主要元件是光电传感器——光敏电阻。
试说明其计数的原理。
主题3:温度传感器的原理实验探究(重点探究)如图所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间。
高中物理-传感器及其工作原理学案
高中物理-传感器及其工作原理学案【学习目标】1．知道什么是传感器,知道非电学量转化为电学量的技术意义；2．了解传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。
3．理解霍尔电压公式dIB k U H 。
【重点难点】1.重点：理解并掌握光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件及各种传感器的应用原理及结构2.难点：分析并设计传感器的应用电路。
【课前预习】 一、传感器1．什么是传感器能够感受诸如力、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为电压、电流等电学量,或转转换为电路的通断的这一类元件统称为传感器。
传感器是将非电学量转化为电学量的元件,之后可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2．传感器的工作原理传感器主要由敏感元件和转换电路两部分组成。
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,而它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等,这些输出信号是非常微弱的,通常要经过电路放大后,再送给控制系统分析处理产生各种控制动作。
传感流程如下图所示：3.传感器的种类传感器的种类繁多,按转换用途来分,常见的传感器有：光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等等。
二、常见的传感器元件 1. 干簧管（1）材料结构：普通干簧管有两个簧片,是用有弹性的软磁性材料制成的,它们密封在玻璃管中,成为一组常开型触点。
管中充入惰性气体来防止触点被氧化。
（2）工作原理：当有磁体靠近干簧管时,两个簧片被磁化而接通；磁体离开干簧管时,两个簧片失去磁性后而断开。
如图所示。
（3）功能：在电路中起到开关的作用,它是一种能够感知磁场的传感器。
2. 光敏电阻（1）材料结构：由受光照敏感的半导体材料制成,如硫化镉。
把半导体材料硫化镉涂敷在绝缘板上,在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅状电极,如图,这样就制成了一个光敏电阻。
（2）工作原理：光敏电阻在被光照射时电阻会发生变化。
传感器及其工作原理(导)学案 (4)
《传感器及其工作原理》学案【学习目标】（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）知道光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。
（3）通过对实验的观察、思考和探究，了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。
【学习重点】：了解传感器、熟悉传感器工作原理。
【学习难点】：能初步分析并设计传感器的应用电路。
【学习用具】：热敏电阻、万用表、烧杯等。
【学习过程】： 一.传感器：定义：现代技术中，指这样一类元件：它能像人的感觉器官那样感受诸如力、温度、光、声、化学成分等__________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流、电阻等__________，或转换为__________。
二.三.常见的敏感元件 （1）光敏电阻:演示实验1.特点：光照越强，电阻_______。
2.材料：一般为半导体。
如：硫化镉3.导电原理：无光照时，载流子（自由电子和空穴）少，导电性能不好 随着光照的的增强，载流子增多，导电性变好。
4.作用：_________ _________5.应用：照相机、验钞机、光控开关、光电计数器、报警器（2）金属热电阻和热敏电阻: 分组实验：观察与思考:热敏电阻（半导体）1.特点：金属热电阻温度升高电阻_______ 热 敏电阻温度升高电阻_______2.异同点：金属热电阻化学稳定性好、测量范围大、但是灵敏度差。
热敏电阻化学稳定性差、测量范围小、但是灵敏度好。
3.作用：_________ _________4.应用：冰箱启动器、电饭锅、电阻温度计、报警器等例1：如图是一个温度传感器的原理示意图，R t是一个热敏电阻器（热敏电阻随温度的升高阻值而降低）。
试说明传感器是如何把温度值转变为电信号的，电压表示数怎么变化？练1.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是（）A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次（3）霍尔元件：1.构造：在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、F、M、N而成（如图7所示）。
传感器及其工作原理(导)学案 (16)
第1节传感器及其工作原理一、传感器1．传感器的组成一般是由敏感元件、转换元件和转换电路组成，有时还需要有辅助电源。
2．传感器的原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、光、声、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大处理后，再通过控制系统产生各种控制动作。
3．传感器的工作流程非电学量→敏感元件→转换器件→转换电路→电学量4．各组成部分的作用(1)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。
(2)转换元件：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。
(3)转换电路：将转换元件输出的不易测量的非电学量(如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等)转换成易于测量的电学量(如电压、电流、电阻等)。
二、对敏感元件的认识1．光敏电阻(1)特点：光照越强，电阻越小。
(2)原因：无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。
(3)作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
2．热敏电阻和金属热电阻3.霍尔元件(1)构造很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N。
(2)霍尔电压如图所示，E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则M、N间出现霍尔电压U H，U H＝IBd，d为薄片厚度，为霍尔系数。
一个霍尔元件的d、为定值，若保持I恒定，则U H的变化就与B成正比。
(3)作用把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。
【误区警示】光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件特性成因对比(1)明确敏感元件的电阻特性。
(2)根据闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质分析电路中一电阻变化而引起的整个电路中各部分电学量的变化情况。
(3)思路流程：R局→R总→I总→U端→局部判断。
高中物理第三章传感器第二节传感器及其工作原理预习导学案粤教版选修3_2
第二节传感器及其工作原理【思维激活】如何从传感器的概念来理解传感器的原理及其用途？提示：传感器将非电学物理量转化为电学物理量，故可利用传感器来通过电学信号的转变研究力、热、光、声等。
【自主整理】传感器的工作原理：传感器是能将所感受的非电学物理量（如力、热、光、声）等转化成电学量（电压、电流等）的一种元件，其工作原理是通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号转换成便于处置的电信号，温度传感器是利用热敏电阻将温度信号转换成电信号，光电传感器是利用光敏电阻把光信号转换成电信号等等。
【高手笔记】要理解此原理，第一还得从理解传感器的概念着手，传感器是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成份等非电学量，并能把它们依照必然的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的一类元件。
第二还要了解热敏元件，光敏元件等的工作原理，并明白其在实际生活中都有哪些应用，其实热敏元件和其光敏元件它们是应用半导体导电性能受外界条件影响专门大这一特点制成。
因此，（1）能够依据半导体材料的温度特性，制成体积很小的热敏电阻，它能够将温度转变转化为电信号，测量这种电信号，就可以够明白温度转变的情形，这种测量方式反映快、精度高。
（2）能够依据半导体材料的光照特性，做成体积很小的光敏电阻，它能够起到开关作用，在需要对光照有灵敏反映的自动控制设备中有普遍应用。
【名师解惑】如何理解传感器将其它信号转化为电信号的原理？剖析：1.可制成热敏电阻，把温度的转变转化为电信号。
有的半导体，在温度升高时电阻减小得超级迅速，它能将温度转变转化成电信号，测量这种电信号，就可以明白温度的转变情形。
如自动防火报警器中就有这种热敏电阻，当温度升高到必然（快接近物质的着火点）时，这种热敏电阻的电阻值迅速减小，使电路接通，从而使警铃发出警报。
又如电子测温仪中的热敏电阻，能迅速地把人的体温转变转化为电信号，在显示屏上显示出人的体温。
2.可制成光敏电阻，把光的转变转化为电信号。
《常见传感器的工作原理》 导学案
《常见传感器的工作原理》导学案一、学习目标1、了解常见传感器的类型和应用领域。
2、掌握常见传感器的工作原理。
3、能够分析传感器在实际应用中的工作过程。
二、学习重难点1、重点（1）掌握电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器的工作原理。
（2）理解光电式传感器、热电式传感器的工作机制。
2、难点（1）对不同类型传感器工作原理的深入理解和区分。
（2）能够将传感器的工作原理应用于实际问题的分析和解决。
三、知识回顾在学习常见传感器的工作原理之前，我们先来回顾一下一些基本的物理概念和电路知识。
1、电阻：导体对电流的阻碍作用，用字母 R 表示，单位是欧姆（Ω）。
2、电容：储存电荷的元件，用字母 C 表示，单位是法拉（F）。
3、电感：储存磁场能的元件，用字母L 表示，单位是亨利（H）。
四、常见传感器类型及工作原理（一）电阻式传感器1、工作原理电阻式传感器是将被测量的变化转化为电阻值的变化。
常见的有电阻应变式传感器和热电阻传感器。
电阻应变式传感器是基于电阻应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化。
其核心元件是电阻应变片，通常由金属丝或金属箔制成。
当应变片受到拉伸或压缩时，其长度和横截面积发生变化，从而导致电阻值的改变。
热电阻传感器则是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的特性来测量温度。
常见的热电阻材料有铂、铜等。
温度升高时，热电阻的电阻值增大；温度降低时，电阻值减小。
2、应用实例电阻应变式传感器广泛应用于力、压力、称重等测量领域，如电子秤、汽车衡等。
热电阻传感器常用于工业温度测量、环境温度监测等。
（二）电容式传感器1、工作原理电容式传感器是将被测量的变化转化为电容值的变化。
电容的大小与两个电极之间的距离、电极的面积以及介质的介电常数有关。
当被测量导致电极间距、面积或介电常数发生变化时，电容值就会相应改变。
例如，变极距型电容传感器，当两极板间的距离发生变化时，电容值与距离成反比关系；变面积型电容传感器，当极板的有效面积发生变化时，电容值与面积成正比关系。
选修3-2第六章第1节传感器及其工作原理学案
选修3-2第六章第1节传感器及其工作原理学案第一部分：概述1.1传感器的定义传感器是一种能够将周围环境中的各种物理量、化学量、生物量等转换成电信号输出的装置。
1.2传感器的分类传感器可以按照测量的物理量进行分类，常见的分类有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等。
1.3传感器的工作原理传感器的工作原理多种多样，常见的有电阻式、电容式、电感式、压阻式、电势式、霍尔式等。
下面分别介绍几种典型的传感器工作原理。
第二部分：传感器的工作原理2.1电阻式传感器电阻式传感器是通过测量电阻值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电阻式传感器有温度传感器、湿度传感器等。
2.2电容式传感器电容式传感器是通过测量电容值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电容式传感器有接近开关、位移传感器等。
2.3电感式传感器电感式传感器是通过测量电感值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电感式传感器有磁场传感器、电流传感器等。
2.4压阻式传感器压阻式传感器是通过测量电阻值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的压阻式传感器有压力传感器、重量传感器等。
2.5电势式传感器电势式传感器是通过测量电势值的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的电势式传感器有气体浓度传感器、酸碱度传感器等。
2.6霍尔式传感器霍尔式传感器是通过测量磁场的变化来获得被测量物理量的一种传感器。
常见的霍尔式传感器有磁场传感器、速度传感器等。
第三部分：传感器的应用3.1温度传感器温度传感器广泛应用于工业控制、家用电器等领域，用于测量物体的温度。
3.2压力传感器压力传感器广泛应用于汽车、航空、机械等领域，用于测量物体的压力。
3.3湿度传感器湿度传感器广泛应用于气象、环境监测、医疗、农业等领域，用于测量空气中的湿度。
3.4光传感器光传感器广泛应用于光学仪器、自动控制、汽车、家电等领域，用于检测光的强度、方向、颜色等。
第四部分：总结传感器是现代科技中不可或缺的重要组成部分，它的广泛应用使得物体的测量和控制更加准确、方便。
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高二物理
《传感器及其工作原理》导学案
【学习目标】
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.知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的特点及其它们的工作原理。
3.了解传感器的实际应用，感受传感技术在信息时代的作用与意义。
【重点难点】
1.知道光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件的特点及理解它们的工作原理。
2.知道光敏电阻、热敏电阻对电路的影响。
3.理解其它常见传感器的工作原理。
【学法指导】
注重记忆理解，逻辑推导，归纳总结
【知识链接】
1.金属的电阻率随温度的变化是怎样的?电阻温度计一般用哪种金属做成？
2什么是霍尔效应？
【学习过程】
知识点一：什么是传感器（阅读课本P52，回答下列问题）
问题1：实验中，盒子里用到了什么元件？它在电路中能起什么作用？
问题2：什么是传感器？
问题3：将非电学量转换为电学量有什么意义？
【归纳小结】
知识点二：光敏电阻（阅读课本P53-P54，回答下列问题）
问题1：直流能够通过电容器吗？为什么？
问题2：交流是怎样“通过”电容器的？这里自由电荷有没有从两板间的绝缘介质通过？
知识点三：电容器对交变电流的防碍作用（阅读课本P39，回答下列问题）
问题1：在图5.3-4的实验中，如果把电容器从电路中取下来，使灯泡直接与交流电源相连，灯泡要比接有电容器时更亮，这表明什么？
问题2：电容器对交流防碍作用的大小用哪个物理量表示？它与哪些因素相关？是什么关系？
问题3：电容器对电流的作用是怎样的？
问题4：知识点一问题4中如果在两级电路之间接入的是一个电容器，则电容器是应该串联还是并联接入电路？电容器的电容是应该大还是小？为什么？
问题5：使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，有时候用手触摸其外壳会感到“麻手”，这是因为其金属外壳与电源之间没有绝缘好吗？如果不是，则是为什么？
【归纳小结】
【当堂检测】
1.电感和电容对交变电流的防碍作用的大小不但跟电感、电容本身相关，还跟交流电的频率相关，下列说法准确的是( )
A．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频
B．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频
C．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频
D．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频
2.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈的防碍作用的说法中，准确的有（）
A.低频扼流圈对低频交流电有很大的防碍作用，对高频交流电的防碍作用就更大
B.低频扼流圈对低频交流电有很大的防碍作用，对高频交流电的防碍作用就较小
C.高频扼流圈对高频交流电有很大的防碍作用，对低频交流电的防碍作用就更大
D.高频扼流圈对高频交流电有很大的防碍作用，对低频交流电的防碍作用就较小
3.如图1所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下说法准确的是（）
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮
C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗
D．使交变电流的频率减小灯泡变暗
4.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号有高频成分和低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级.我们采用了如图2所示的电路，其中代号a、b应选择的元件是（）
A.a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B.a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C.a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D.a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
5."二分频"音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器。
音箱要将扩音机送来的含有不同
频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送
往相对应的扬声器，以便使电流所携带的音频电
源按比例还原成高、低频的机械振动，图中为音
箱的电路图，高、低频混合电流从a,b端输入，L1
和L2是电感器，C1和C2是电容器，则（）
A.甲扬声器是高音扬声器
B.C2的作用是防碍低频电流通过乙扬声器
C.L1的作用是防碍低频电流通过甲扬声器
D.L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流
【学习反思】。