【精选课件】教科版高中物理选修3-2第3章第2讲《温度传感器和光传感器》课件.ppt

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高二物理选修3-2传感器及其应用(课件)

高二物理选修3-2传感器及其应用(课件)

A
B R0
E
力传感器的应用——电子秤
U1
U2
金属梁
例*:某学生为了测量一个物体的质量,找到一个力电转换器,该 转换器的输出电压正比于受压面受到的压力(比例系数为k)如图 所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为 0;而后在其受压面上放上物体,即可测得与物体的质量成正比的 输出电压U。 现有下列器材:力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻 器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体(可置于力电转换器 的受压面上)。请完成对该物体的测量m。 (1)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电 压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图。 (2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量 m。 (3)请设想实验中可能会出现的一个问题。
A.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数变化较大,这只元 件一定是热敏电阻 B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件 一定是定值电阻 C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这 只元件一定是光敏电阻 D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元 件一定是定值电阻
一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH 的变化就 与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。
解: 原来
m F=10N
( 1)
F
( 2)
F
a3
mg F1 =6N
a
mg F2
a2
mg 上顶板示数为零,则弹 簧变短F≥10N F3=0 F – mg = ma3 a3 ≥ 10m/s2 向上加速或向下减速, 加速度a≥ 10m/s2。
向上做匀减速运 动a向下a=2m/s2

高中物理第三章传感器2温度传感器和光传感器课件教科版选修3

高中物理第三章传感器2温度传感器和光传感器课件教科版选修3

(2)烟雾进入罩内后对光有散射作用,使部分光线照射 到光电三极管上,其电阻变小。与传感器连接的电路检 测出这种变化,就会发出警报。
【特别提醒】 (1)热敏电阻随温度的升高,电阻有可能减小,也有可能 增大。 (2)并非所有半导体材料都可以当成光敏电阻或热敏电 阻使用。
【过关训练】 1.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行 人监控装置,R1为光敏电阻、R2为定值电阻,A、B接监 控装置。则 ( )
【素养解读】
核心 素养 素养 角度
素养任务
科学 问题 利用图像探究热敏电阻与温度的关 探究 解释 系
科学 科学 根据闭合电路欧姆定律分析求出温 思维 推理 度的数值
【核心归纳】 1.探究热敏电阻: (1)实验器材:热敏电阻、多用电表、 铁架台、烧杯、冷水、热水、导线等。 (2)实验步骤: ①按图连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
答案:见正确解答
【核心归纳】 1.探究光敏电阻的特性: (1)实验器材:电压直流电源、滑动变阻器、小灯泡、 多用电表、光敏电阻、导线、黑纸。
(2)实验步骤: ①将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如 图所示电路连接好,并将多用电表置于“×100”挡。
②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记 录数据。 ③打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐 渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。 ④用黑纸遮光,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并 记录。
二、光传感器 1.作用:光传感器是转换_光__信__号__的传感器。 2.原理:有些金属或半导体材料,在电路中受到光照时, 产生_电__流__或_电__压__,实现光信号向电信号的转化。 3.应用:_自__动__门__、光电式烟尘浓度计、光电式转速 表。

高二物理选修3-2传感器及其应用(课件

高二物理选修3-2传感器及其应用(课件
等领域。
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

物理教科版选修32课件:第3章传感器 1 2

物理教科版选修32课件:第3章传感器 1 2

知识梳理
1.光电传感器是指将 光 信号转换为电信号的一类传感器,一般以光敏 电阻为主要元件,因为光敏电阻电阻值随光照增强而 减小 ,将光敏电 阻连接到电路中时,光照改变就会引起电路中其他电学量的改变,从而 将光信号转换为电信号. 2.应用:光电式 烟尘浓度 计、光电式转速表.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化,光照越强电阻越小.( √ ) (2)有光照在光敏电阻上,电阻上的自由电子会发生定向移动.( × ) (3)光敏电阻的阻值只会随人造光的强弱而变化,不能感知自然光的变 化.( × )
C.电容器C两板间的电场强度减小
D.R1消耗的功率增大 图7
例3 (多选)如图8所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻, 当入射光强度增大时 答案 解析
√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
图8
D.电路的路端电压增大
技巧点拨
含有热敏电阻、光敏电阻电路的动态分析步骤: (1)明确热敏电阻(或光敏电阻)的阻值随温度(或光线强弱)是增大还是减小. (2)分析整个回路的电阻的增减,电流的增减. (3)分析部分电路的电压、电流如何变化.
见解析
图6
二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用
例2 (多选)在温控电路中,通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电
路相关物理量的控制.如图7所示电路,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电 阻(温度越高电阻越小),C为电容器.当环境温度降低时 答案 解析
√A.电容器C的带电荷量增大 √B.电压表的读数增大
害,双金属片向下弯曲,弯曲到一定程度后,两触点分离,电路断开,电
热丝停止加热;当温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热.

教科版高中物理选修3-2课件:3.2温度传感器和光传感器

教科版高中物理选修3-2课件:3.2温度传感器和光传感器
光,由于环境改变(光照或温度),发现小灯泡亮度
变暗,则引起小灯泡变暗的原因可能是 ( AC )
A.温度不变,光照增强 B.温度升高,光照不变 C.温度降低,光照增强 D.温度升高,光照减弱
2.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用
的是 ( A )
A.光传感器
B.温度传感器
C.红外传感器
D.超场波传感器
固定电极
膜片电极
待测压力F
2、传感器的工作原理: 非电学量 敏感元件 转换器件
转换电路 电学量
3、敏感元件: (1)光敏电阻(光电传感器) (2)热敏电阻和热电阻( 温度传感器) (3)电容式传感器(位移传感器) (4)霍尔元件(磁传感器)
1.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图所示电路中,
电源电动势为 E,内阻为 r,RT 为负温度系数热敏电 阻,RG 为光敏电阻,闭合开关后,小灯泡 L 正常发
3.2 温度传感器和光 传感器
传感器定义
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.
一、温度传感器
分类:
1)热双金属片温度传感器 2)热敏电阻传感器 3)金属热电阻传感器
1.热双金属片温度传感器
热双金属片温度传感器:是由两种膨胀系 数相差较大的不同金属片焊接或轧制成一体 后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的 形变,可以用它控制电路的通断.
3、金属热电阻传感器
金属热电阻:金属的电阻率随温度升 高而增大,利用这一特性,金属丝也 可以制作成温度传感器,称为热电阻.
注:热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热 学量转换为电阻这个电学量.金属热电阻的化学 稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.

高中物理教科版选修3-2课件:3-1、2 传感器 温度传感器和光传感器

高中物理教科版选修3-2课件:3-1、2 传感器 温度传感器和光传感器
答案:ACD
)
解析:宾馆的自动门采用了光电传感器,故选项A对;家 用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器,故选项C对;声控 开关采用了声电传感器,故选项D对。
要点2 温度传感器
1.分类 (1)热双金属片温度传感器。 (2)热电阻传感器。 (3)热敏电阻传感器。
减小 。 ①NTC型:电阻值随温度升高而_____
02ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题型分类指导
No.1 例1
对传感器的认识 下列关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的说 )
法中,正确的是(
A.物理传感器是利用材料的某种物理性质来工作的,因而 只能用于机械加工行业,而不能用于化工领域 B.化学传感器是利用某种化学反应来工作的,因而只能输 出某种化学物质,而不能输出电学量 C.生物传感器的适用范围广,可在任意温度条件下工作 D.生物传感器由于含有生命物质,因而对使用传感器的环 境条件有一定要求
3.热敏电阻 (1)分类: ①负温度系数热敏电阻(NTC):电阻值随温度升高而减 小。 ②正温度系数热敏电阻( 大。 PTC):电阻值随温度升高而增
(2)特点: 对温度变化的响应敏感、灵敏度高。 (3)应用: 测温、温度控制或过热保护。
2.如图所示是电阻R随温度T变化的图象,下列说法中正确的 是( ) A.图线1是热敏电阻的R-T关系图象,它是用金属材料制 成的 B.图线2是热敏电阻的R-T关系图象,它可以用半导体材 料制成
②实验装置:如图所示。 ③实验过程及数据处理:用酒精灯加热,测出水中各温度 下欧姆表的读数,由实验数据绘出R-t图象。
(2)实验结论:热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,正温 度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 增大 ,负温度系数的 热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 减小 。

高二物理选修3-2传感器与其应用(课件)

高二物理选修3-2传感器与其应用(课件)

化学传感器:是利用化学反应的原理,识 别和检测信息,把 化学物质的成分、浓
度等转换为电信号的传感器。
如气敏传感器、湿敏传感器等,在环境保护火灾报 警、医疗卫生和家用电器方面有广泛应用。
生物传感器:是一种利用生物活性物质选择性
的识别和测定生物化学物质的传感器。
如组织传感器、细胞传感器、酶传感器等。其感受器 中含有生命物质,代替嗅觉、味觉功能的传感器。
第六章 传感器
种类繁多的传感器
指纹考勤机
电子秤
电磁流量计 电子测温计
一、什么是传感器?
传感器是指这样一些元件:它能 够感受诸如位移、速度、压力、温 度、湿度、流量、声强、光,化学 成分等非电学量,并能把它们按照 一定规律转换为电压、电流等电学 量 的一种组件,起自动控制作用 。

非电学量
C 物体M不动时,电路中没有电流
D 物体M不动时,电压表没有示数
4:电容式传感器
(1)测定角度θ
动片 θ
定片
(2)测定液面金属高芯线度h
电介质 导电液体
(3)测定压力F 固定电极 可动电极
待测压力F
(4)测定位移极板x
电介质
x
极板
电容式位移传感器
电容器极板
x
电介质板 被测物体
示意图
电容式位移传感器把力学量(位移) 转换为电学量(电容)。
5、霍尔元件(磁传感器)
I
(1)材料:半导体 如:砷化铟
F
C
D
(2)工作原理:
(3)霍尔电压:
UH
k IB d
EB
UH
霍尔元件工作原理图
K为比例系数,称为霍尔系数,其大小与元件的材料有关。 一个霍尔元件的d、k为定值,再保持I恒定,则UH 的变化就 与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。

高中物理教科版选修(3-2)3.2 教学课件 《温度传感器和光传感器》(教科)

高中物理教科版选修(3-2)3.2 教学课件 《温度传感器和光传感器》(教科)

教育科学出版社 高二 | 选修3-2
[再判断] (1)温度传感器的敏感元件一定是热敏电阻.( × ) (2)光敏电阻可以将电信号转化为光信号.( × ) (3)双金属片热保护器是一种温度传感器.( √ )
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
[后思考] 热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的?
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
第三单元 · 传感器
温度传感器和光传感器
学习目标
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
(一)知识与技能 (1)了解温度传感器应用的一般模式; (2)了解光传感器应用的一般模式。 (二)过程与方法 通过实验或演示实验,了解传感器在生产、生活中的应用。 (三)情感、态度与价值观 在了解传感器原理及应用时,知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值,增强 学习兴趣,培养良好的科学态度。
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
2.如图3­1­3所示,将一个光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关 置于欧姆挡,用光照射电阻时,表针自左向右偏角为θ ;现用手掌挡住部分光线,表针 的自左向右偏角为θ′,则可判断( B )
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
2.光传感器 (1)概念 光传感器是利用光敏电阻把_光__强___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量,光敏电阻的阻 值随光照强度的增大而_减___小___. (2)应用:_火__灾__报__警___器__、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的.
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
【提示】 当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化,通过它的 电流或加在它两端的电压就发生变化,从而可通过电压表或电流表反映出来,即电 压或电流的变化表示温度的变化.
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图线1是金属热电阻的图线,灵敏度低 图线2是热敏电阻的图线
对点练习
温度传感器的应用
2.图是一火警报警器的部分电路 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,显示 器的电流I,报警器两端的电压U的 变化情况是( )
4.如图所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图,A为 光源,B为光电接收器,A、B均固定在小车上,C为小车的车轮.车轮转动 时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并 转换成电信号,由电路记录和显示.若实验显示单位时间的脉冲数n,累积 脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是 ________车__轮__的__半__径__R_和__齿__轮__的__齿__数__P__________________________,
小车速度的表达式为v=2_π_R__n_/P____;行程的表达式为s=____2_π_R_N__/P___.
单位时间内齿轮转动圈数为n/P 则有v=2πRn/P 车轮转动的累积圈数为N/P 则有s=2πRN/P
再见
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例3 在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜
晚亮,白天熄,它们是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,
这是利用半导体的( )
A.压敏性
B.光敏性
C.热敏性
D.三种特性都利用
利用了半导体的光敏性 夜晚电阻大,白天电阻小
课堂讲义
例4 如图所示,电源两端的电压恒 定,L为小灯泡,R为光敏电阻, LED为发光二极管(电流越大, 发出的光越强),且R与LED间 距不变,闭合开关S后,下列说 法中正确的是( ) A.当滑动触头P向左移动时, L消耗的功率增大 B.当滑动触头P向左移动时, L消耗的功率减小 C.当滑动触头P向右移动时, L消耗的功率可能不变 D.无论怎样移动滑动触头P, L消耗的功率都不变
双金属片由膨胀系数不同的金属材料制成,上面的膨胀系数大
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例2 如Байду номын сангаас图所示为温度在10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原 理简图.箱内的电阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,R3=40 kΩ,RT为热敏 电阻,它的电阻随温度的变化图像如图所示.当a、b两端电压Uab<0 时,电压鉴别器会令开关K接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温 度升高;当Uab>0时,电压鉴别器会令K断开,停止加热.试计算恒 温箱内的温度恒定在多少摄氏度?
在 Uab<0 时,K 接通,温度升高导致 RT 减小.当 RT=20 kΩ 时 Uab
=0,而 Uab=0 是 K 断开、闭合的分界点,此时可由图乙中读出 T
=35 ℃,故恒温箱的温度恒定在 35 ℃.
课堂讲义
二、光传感器
温度传感器和光传感器
光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类 传感器,一般以光敏电阻为主要元件,因为光 敏电阻电阻值随光照加强而减小,将光敏电阻 连接到电路中时,光照改变就会引起电路中其 他电学量的改变,从而将光信号转换为电信号
高中物理·选修3-2·教科版
第三章 传感器
第二讲 温度传感器和光传感器
目标定位
温度传感器和光传感器
1 理 了解楞各次种定温律度的传内感容 器, 的并 工应 作用 原楞 理次 、定 特律 点判 和定 应感 用应电流的方向.
2 了解各种光传感器的工作原理、特点和应用
预习导学
温度传感器和光传感器
一、温度 变形 R0(1+θt) 增大 减小 特定温度
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例1 下列有关电熨斗的说法正确的是( ) A.电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属 片,两片金属的膨胀系数相同 B.常温下,上下触点是接触的;温度过高时, 双金属片发生弯曲使上下触点分离 C.需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮, 使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D.电熨斗中的双金属片是一种半导体材料
温度传感器和光传感器
电阻减小 二极管的电流增大
同理可知 L功率变小
发光增强 光敏电阻阻值减小 灯泡L的电流增大
L功率增大
对点练习
温度传感器和光传感器
温度传感器的应用
1.如图所示为电阻R随温度t变化的图线,下列说法中正确的 是( )
A.图线1是热敏电阻的图线,它是用金属材料制成的 B.图线2是热敏电阻的图线,它是用半导体材料制成的 C.图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D.图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
二、光学量 电流 电压 光 电 光线 烟尘浓度
课堂讲义
温度传感器和光传感器
一、温度传感器
温度传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传 感器,一般有两类:一类是随温度变化引起传感器 中某个组件形状的变化(如热胀冷缩)达到转换信号 的目的;还有一类是随温度变化引起电阻的变化( 如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小)达 到转换信号的目的.
A.进入罩内的烟雾遮挡了光线,使光电三极 管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报
B.发生火灾时,光电三极管温度升高,电阻 变小,检测电路检测出变化发出警报
C.发生火灾时,进入罩内的烟雾对光有散射 作用,部分光线照到光电三极管上,电阻变小, 发出警报
D.以上说法均不正确
对点练习
温度传感器和光传感器
光传感器的应用
A.I变大,U变大 B.I变大,U变小 C.I变小,U变大 D.I变小,U变小
温度传感器和光传感器
温度升高,R2减小 导致R2两端电压减小 通过R3的电流减小 路端电压U减小
对点练习
温度传感器和光传感器
光传感器的应用
3.如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上 装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光 二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时 光电三极管接收不到LED发生的光呈现高电阻状 态,发生火灾时,下列说法正确的是( )
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