第一节认识传感器第二节传感器的原理[学习目标]1.了解传感器的概念和种类,知道将非电学量转化成电学量的技术意义.2.知道常见敏感元件的工作原理.3.通过实验了解温度传感器、光电传感器的工作原理,感悟基础知识学习和应用的重要性.一、传感器及传感器的分类[导学探究](1)当你走进一座大楼时,大堂的自动门是如何“看到”你而自动打开的?(2)你知道小轿车上都有哪些传感器吗?答案(1)人体发出的红外线被传感器接收后传给自动控制装置的电动机,实现自动开关门.(2)有速度、转速传感器、温度传感器、加速度传感器等.[知识梳理](1)传感器是把非电学量变化转换为电学量变化的一种元件.认识传感器就是明确传感器如何“感受”非电学量,常见的“感受”方式有改变接入电路的电阻、电容等.(2)传感器的组成:一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成.(如图1所示,以话筒为例)图1(3)传感器的分类①按被测量进行划分,可分为加速度传感器、速度传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等.②按传感器的工作原理进行划分,可分为电阻应变式传感器、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、差动变压器式传感器等.③按能量传递方式进行划分,可分为有源传感器和无源传感器两大类.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)所有传感器都是由半导体材料制成的.()(2)传感器不能感知气味.()(3)传感器只能通过感知电压的变化来传递信号.()(4)金属材料也可以制成传感器.()答案(1)×(2)×(3)×(4)√二、温度传感器的原理[导学探究]如图2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RT(温度升高,电阻减小)的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中央.若在RT上擦一些酒精,表针将如何偏转?若用吹风机将热风吹向热敏电阻,表针将如何偏转?图2答案由于酒精蒸发,热敏电阻RT温度降低,电阻值增大,指针将向左偏;用吹风机将热风吹向热敏电阻,热敏电阻RT温度升高,电阻值减小,指针将向右偏.[知识梳理](1)温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置.(2)热敏电阻:用半导体材料制成.按热敏电阻阻值随温度变化而变化的规律,热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻.①正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻增大.②负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻减小.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)热敏电阻是将温度的高低这一热学量转化为电阻这一电学量.()(2)利用温度传感器可测较低或较高的温度.()(3)利用温度传感器可以实现温度自动控制.()(4)电饭煲蒸米饭,是根据蒸米饭的经验时间,来设计固定的蒸饭时间.()答案(1)√(2)√(3)√(4)×三、光电传感器的原理[导学探究]如图3所示图3(1)有光照射和无光照射时,光敏电阻ROS的阻值有何不同?(2)改变光的照射强度,光敏电阻ROS的阻值有何变化?答案(1)无光照射时,光敏电阻ROS电阻较大,电流表读数较小;有光照射时,光敏电阻ROS电阻较小,电流表读数较大.(2)ROS电阻随光照的增强而减小.[知识梳理]1.光电传感器是一种将光学量变化转换为电学量变化的传感器.2.光敏电阻一般由半导体材料制成,其特点为光照越强,电阻越小.[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.()答案(1)√(2)×(3)×一、传感器的理解1.传感器的原理:→→2.在分析传感器时要明确:(1)核心元件是什么;(2)是怎样将非电学量转化为电学量;(3)是如何显示或控制开关的.例1如图4是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆的一端.在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过观察电压表示数,可以了解油量情况.若将电压表分别接在b、c之间与c、d之间,当油量变化时,电压表的示数如何变化?图4答案见解析解析把电压表接在b、c之间,油量增加时,R减小,电压表的示数减小;油量...