高中物理 第3章 传感器 第1节 认识传感器 第2节 传感器的原理学案 粤教版选修3-2-粤教版高中选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

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，知道非电学量转换成电学量的技术意义．(重点)2.了解传感器的基本结构及各部分的作用.3.知道光敏电阻、热敏电阻的工作原理，感悟基础知识学习和应用的重要性．(重点)4.通过实验观察和分析，了解传感器的工作原理．(难点)一、传感器及其分类1．定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成电信号的器件或装置．2．传感器的组成：传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成．(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、频率等．3．传感器的分类(1)按被测量分类：加速度传感器、速度传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等．(2)按工作原理分类：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)按能量传递方式分类：有源传感器和无源传感器．二、传感器的原理1．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，它通过测量传感器元件的电学量随温度变化来实现对温度的测量．(2)热敏电阻：利用半导体材料的阻值随温度变化而变化的特性实现温度测量的，其电阻大小与温度高低有关，温度变化，电阻有明显变化．2．光电传感器的原理(1)光电传感器：将光学量变化转化为电学量变化的装置．(2)应用：路灯光电自动开关电路和红外楼道照明开关电路．(3)光敏电阻：光电传感器的敏感元件，其阻值随光照的增强而减小．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)传感器是一种联络传递感性的设备．(×)(2)传感器是一种感知、探测物理量的工具．(×)(3)传感器是将被测量的非电学量转换成电学量的器件或装置．(√)(4)光敏电阻受到的光照越强，电阻越小．(√)(5)热敏电阻一定是随温度的升高，其阻值增大．(×)2．关于传感器，下列说法不正确的是()A．传感器通常是将非电学量转化为电学量的装置B．压力传感器是将力学量转化为电学量的装置C．所有传感器都是由半导体材料制成的D．传感器广泛应用于信息采集系统C[传感器通常是通过非电学量转换成电学量来传递信息的，A正确；压力传感器是将力学量转化为电学量的装置，B正确；用来制作传感器的材料有半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，传感器广泛应用于信息采集系统，故C错误，D正确．]3．美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有()A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池BC[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、电流等电学量的元件．发光二极管是将电能转化为光能的元件，不是传感器，选项A错误；热敏电阻的温度变化时，其电阻会发生变化，能把热学量转换成电学量，可作为传感器，选项B正确；霍尔元件能够把磁感应强度这个非电学量转换成电压这个电学量，可作为传感器，选项C正确；干电池是一种电源，不是传感器，选项D错误．],传感器的应用及其工作原理的理解1.传感器的工作流程2．几种常用传感器对比传感器名称输入(感受)的物理量或化学量输出的物理量可能的工作原理气体压强传感器压强电压(电流)力电转换硅光电池光电压光电效应光电二极管光电压光电效应湿敏电阻湿度电压(电阻)感湿材料受湿电阻变化话筒声音电流电磁感应加速度传感器加速度电压电磁感应【例1】关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是()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C[传感器工作的一般流程为...