高中物理 第5章 传感器及其应用 第1节 揭开传感器的“面纱”第2节 常见传感器的工作原理学案 鲁科版选修3-2-鲁科版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第1节揭开传感器的“面纱”第2节常见传感器的工作原理1.知道什么是传感器，感受传感器的作用和意义．2.知道光敏电阻和热敏电阻的特性，了解它们的用途．3．知道非电学量转换成电学量的技术意义．一、揭开传感器的“面纱”1．什么是传感器(1)定义：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置．(2)意义：利用传感器可以方便地进行自动测量、自动控制等．2．种类繁多的传感器(1)种类：按传感器工作原理的不同分为物理传感器、化学传感器和生物传感器．(2)传感器的结构―→―→―→―→(1)电冰箱的自动控温装置是一个传感器．()(2)用钥匙打开房门是利用了传感器．()(3)四川地震时使用的生命探测仪利用了生物传感器．()提示：(1)√(2)×(3)√二、常见传感器的工作原理1．光电传感器的原理(1)光电传感器：把光信号转换成电信号的器件或装置．(2)光敏电阻①光敏电阻器是用金属硫化物等半导体材料制成的．②特点：光照越强，电阻越小．③光敏电阻器一般用于光的测量和光的控制．2．探究温度传感器的原理(1)温度传感器：将温度变化转换为电学量变化的装置．(2)热敏电阻：NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，PTC热敏电阻的阻值随温度的升高而增大．如图所示，R1是光敏电阻，当光照增强时，AB端电压如何变化？提示：光照增强，R1阻值变小，由I＝知，电路中电流增大，而UAB＝IR2，所以UAB增大．传感器的结构及分类[学生用书P59]1．传感器的结构传感器的一般组成结构如图所示．→→→→(1)敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测量并将其变换成与被测量成一定关系的易于测量的物理量．(2)转换元件：也称为传感元件，通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出．(3)转换电路：将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流等．2．传感器的分类传感器按照工作原理的不同可以分为以下三类分类工作原理举例物理传感器利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息压电传感器、温度传感器、电感传感器、电容传感器等化学传感器利用化学反应识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器等生物传感器利用生物化学反应识别和检测信酶传感器、组织传感器、细胞传感息器等下列说法正确的是()A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B．湿敏传感器只能是物理传感器C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应[解析]各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D对．[答案]D1.中国牛奶行业曾经历了一次严峻考验，许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺．在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，若这种检测方法使用了传感器，应为传感器中的哪一类()A．物理传感器B．化学传感器C．生物传感器D．温度传感器解析：选C.检测方法为酶标法，所以其原理应该是利用了生物酶，故应为生物传感器，所以C正确．(1)传感器的种类繁多，但一般都是将感受到的非电学量转换成电学量，其核心结构是敏感元件→转换元件→转换电路．解决该类问题的关键是能够充分理解传感器的概念．(2)物理传感器、化学传感器、生物传感器是按照敏感元件工作原理的不同进行分类的，敏感元件相当于人的感觉器官，直接感受被测量的量并将其转换成与被测量的量成一定关系的易于测量的量．传感器的应用[学生用书P60]1．传感器应用的一般模式2．光电传感器的应用原理(1)光敏电阻的特点：阻值随光照强度的增大而减小．(2)光敏电阻的机理：光敏电阻一般由半导体材料制成，当半导体材料受到光照而温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，导电性能变好电阻变小．3．温度传感器的应用原理(1)热敏电阻①特点：热敏电阻的阻值大小与温度的高低有关．温度变化，阻值有明显变化．②分类：由半导体材料制成，其导电性能对温度的变化很敏感，热敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：正温度系数热敏电阻、...