高中物理 第六章 传感器 第1节 传感器及其工作原理学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第1节传感器及其工作原理1.了解什么是传感器，感受传感技术在信息时代的作用与意义．2.知道将非电学量转化为电学量的意义．3．了解光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻和霍尔元件的性能，知道其工作原理及作用．一、什么是传感器1．定义：能够感受力、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电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的元件．2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制．二、光敏电阻1．特点：光照越强，电阻越小．2．原理：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．(载流子：电路做定向移动形成电流的微粒)3．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．三、热敏电阻和金属热电阻氧化锰热敏电阻金属热电阻特点电阻率随温度的升高而减小电阻率随温度升高而增大制作材料半导体金属优点灵敏度好化学稳定性好，测温范围大作用将温度这个热学量转换为电阻这个电学量四、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UH，UH＝k．3．作用：把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量．判一判(1)有光照射时，光敏电阻的阻值变大．()(2)热敏电阻在温度升高时阻值变小．()(3)金属热电阻在温度升高时阻值变小．()(4)霍尔电压与组成霍尔元件的材料无关．()提示：(1)×(2)√(3)×(4)×做一做(多选)下列有关传感器叙述，正确的是()A．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作B．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作C．红外线传感器就是温度传感器D．传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件提示：选BD.交警使用的酒精测试仪不是靠吹气的压力来工作，而是依靠酒精浓度的变化改变电阻来工作，故A项错误．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作，故B项正确．红外线传感器就是光传感器，故C项错误．传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件，故D项正确．想一想为解决楼道里的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器是什么传感器，它的输入、输出信号各是什么？提示：它是声电传感器，输入的是声信号，输出的是电信号．传感器的原理和应用1．传感器的组成和工作流程(1)传感器的组成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：是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电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、电阻等．(2)传感器的工作流程→→→→2．传感器的原理：传感器感受的通常是非电学量，如力、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．3．在理解传感器的原理时要注意以下三点第一，明确传感器所采用的核心部分是什么．第二，传感器的输入量是什么．第三，传感器的输出量是什么．如图所示(1)图甲是________的电容式传感器，原理是____________________________________________________________________________________________________________.(2)图乙是________的电容式传感器，原理是______________________________________________________________________________________________________.(3)图丙是________的电容式传感器，原理是___________________________________________________________________________________________________________.(4)图丁是________的电容式传感器，原理是_______________________________________________________________________________________________________.[思路点拨]电容式传感器的分析依据是平行板电容器电容的决...