高中物理 第3章 传感器 12 传感器 温度传感器和光传感器教师用书 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

1．传感器2．温度传感器和光传感器学习目标知识脉络1.了解传感器的概念、结构及各部分的作用．(难点)2.通过实验感知半导体热敏电阻的特性．(重点)3.了解干簧管的构造及作用．(重点)4.知道温度与光传感器常用的敏感元件及其在生活、生产中的应用．(重点)传感器[先填空]2．敏感元件的原理(1)根据感知原理分类①物理类：基于力、热、光、电磁和声等物理效应．②化学类：基于化学反应的原理．③生物类：基于酶、抗体和激素等分子识别功能．(2)原理：大多数传感器是通过敏感元件把非电学量转变为电学量，或转化为电路的控制开关，从而实现方便的显示、记录、处理和控制．(3)应用实例：半导体热敏电阻：具有电阻随温度灵敏变化的特性，可以实现对温度的测量．常用于温度传感器．干簧管：感知磁场的敏感元件，常用于磁场控制开关．[再判断](1)干簧管是一种磁传感器．(√)(2)传感器担负着采集信息的任务．(√)(3)传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具．(√)[后思考]街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性可以制成1自动点亮、熄灭的装置，从而实现自动控制．想一下，这是利用了半导体的什么性质呢？【提示】利用了半导体敏感元件的光敏特性．[合作探讨]探讨1：干簧管的工作原理及在电路中的作用是什么？【提示】干簧管可以感受外界磁场，当干簧管的两个铁质簧片处在磁场中时，两个簧片被磁化，在磁力的作用下由原来的分离状态变成闭合状态，磁场减弱时两个簧片又分开，它在电路中的作用就是一个磁控开关．探讨2：举例说明：不便于测量和控制的非电学量有哪些？便于测量和控制的电学量有哪些？【提示】不便于测量和控制的非电学量主要有角度、位移、速度、压力、温度、声强、光照等，便于测量和控制的电学量有电压、电流等．[核心点击]1．传感器的工作流程和传感器组成(1)传感器的工作流程(2)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：是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．分类(1)按传感器所测量物理量分为：位移、力、速度、温度、流量、气体成分等传感器．(2)按传感器工作原理分为：电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、热电偶等传感器．(3)按传感器输出信号性质分：输出为开关量(“1”或“0”或“开”和“关”)的开关型传感器；输出为模似信号的模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器．1．关于传感器的下列说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确【解析】半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、2光、声、化学成分等非电学量，所以C错．【答案】B2．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是()【导学号：31310142】A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量【答案】C3.传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是()A．将力学量(如形变量)转换成磁学量B．将电学量转换成热学量C．将光学量转换成电学量D．将电学量转换成力学量【解析】传感器是指能够感受诸如力、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电压、电流等电学量或转换为控制电路的通断的一类元...