高中物理 第三章 传感器 1 传感器 2 温度传感器和光传感器学案 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案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)[自主预习·探新知][知识梳理]一、传感器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．二、温度传感器和光传感器1．温度传感器(1)概念：温度传感器是把温度转换为电信号的传感器．(2)几种常用的温度传感器：①热双金属片温度传感器a．敏感元件：两种热膨胀系数相差较大的金属片焊接或轧制成的热双金属片．b．工作原理：温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会变形．因此热双金属片可作为温度的敏感元件．利用了热双金属片对温度的感知表现为形变的特性．②热电阻传感器a．敏感元件：用金属丝制作的感温电阻．(又叫热电阻)b．热电阻阻值与温度t的关系R＝R0(1＋θt)．(R0为t＝0℃时导体电阻，θ为温度系数)③热敏电阻传感器a．敏感元件：半导体热敏电阻．b．热敏电阻的分类：一种是随温度升高而电阻减小的热敏电阻，用NTC符号表示；另一类随温度升高而电阻增大的热敏电阻，用PTC符号表示．c．特点及用途：热敏电阻对温度变化的响应很敏感，常用于测温、温度控制或过热保护．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．(3)两种实用的光传感器①光电式烟尘浓度计，靠监测烟尘浓度来工作．②光电式转速表光源发出的光经透镜会聚成平行光束照到被测旋转物体上，被反光纸反射回来，再经透镜聚焦落到光敏二极管上，产生与转速对应的电脉冲信号，经信号处理电路处理后，显示出转速．[基础自测]1．思考判断(1)传感器就是指敏感元件．(×)(2)传感器能把电信号转换成非电信号．(×)(3)家庭用的电视机遥控器属于红外线遥控．(√)(4)有光照射时，光敏电阻的阻值变大．(×)(5)热敏电阻在温度升高时阻值变小．(×)(6)金属热电阻在温度升高时阻值变小．(×)2．当你走近某些宾馆、酒店的大门时，门就会自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息()A．温度B．运动C．人D．光线D[自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，则在夏季自动门将无法使用．自动门实际使用的是红外线传感器，红外线不属于可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开、关门．故选项D正确．]3．(多选)如图311所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是()【导学号：24622096】图311A．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BD[由题图可知，图线1是金属热电阻的RT图线，图线2是热敏电阻的RT图线，根据它们的材料性质和图像特点可知，选项B、D正确．][合作探究·攻重难]对传感器的理解1.传感器的结构框图2．传感器的分类物理型传感器化学型传感器生物型传感器敏感元件被测物理量变化时，敏感元件的电学量(如电阻、电压、电容等)会发生明显变化敏感元件能把化学物质的成分、浓度等化学量转换为电学量工作原理利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关的信息利用化学反应识别和检测信息利用生物组织的各种生物、化学与物理效应识别和检测信息实例如电容传感器、电感传感器...