2019-2020学年新素养同步导学高中物理选修3-2粤教版（课件 讲义，含物理学科素养）第三章 传感器 (共6份打包)

章末总结 $$章末总结 第三章　传感器 知识网络 传感器 定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用信号 的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件及转换电路组成 _____电阻——温度传感器 _____电阻——光电传感器 敏感元件 生活中的传感器 农业生产中的传感器 工业生产中的传感器 飞向太空的传感器 应用 用传感器制作自控装置——利用光敏电阻、热敏电阻等 热敏 光敏 本课结束 $$ 第一节　认识传感器 第二节　传感器的原理 [学科素养与目标要求]　 物理观念：1.知道什么是传感器，知道其将非电学量转化为电学量的意义.2.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． 科学探究：通过多种渠道收集传感器的信息，进行交流、展示，了解传感器的应用． 一、什么是传感器 1．定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置． 2．组成 →→ (1)敏感元件：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：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． 3．分类 分类情况 常见传感器 按被测量划分 加速度传感器、速度传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等 按工作原理划分 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 按能量传递方式划分 (1)有源传感器：压电式传感器、热电式传感器、电磁式传感器等(2)无源传感器：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器等 二、传感器的原理 1．温度传感器的原理 (1)作用：将温度变化转换为电学量变化，通过测量传感器元件的电学量随温度变化来实现温度的测量． (2)热敏电阻特性：热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小． (3)应用：电饭煲、空调机、电热水器、微波炉等． 2．光电传感器的原理 (1)作用：利用敏感元件——光敏电阻，将光照强弱转换为电阻大小这一电学量． (2)光敏电阻特性：光敏电阻的阻值随光照的增强而减小． (3)应用：路灯光电自动开关电路和红外楼道照明开关电路． 1．判断下列说法的正误． (1)传感器可以把非电学量转化为电学量．(　√　) (2)光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化，光照越强电阻越大．(　×　) (3)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低．(　×　) (4)霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出．(　×　) 2.如图1所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时，电流表的读数_____(填“变大”或“变小”)，小灯泡的亮度_____(填“变亮”或“变暗”)． 图1 答案　变小　变亮 一、传感器 干簧管结构：如图甲所示，它只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁铁靠近干簧管时： (1)会发生什么现象，为什么？ (2)干簧管的作用是什么？ 答案　(1)灯泡会亮，因为当条形磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通． (2)干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器． 1．传感器的原理 2．在分析传感器时要明确 (1)核心元件是什么； (2)是怎样将非电学量转换为电学量的； (3)是如何显示或控制开关的． 例1　(2018·扬州市邗江区高二下学期期中)关于传感器，下列说法正确的是(　　) A．所有传感器都是由半导体材料制成的 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．水银温度计是一种传感器 答案　B 解析　传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，所以A错误；金属材料也可以制成传感器，所以B正确；传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，所以C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，所以D 错误． 二、光敏电阻及应用 在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是什么？ 答案　当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次． 光敏电阻是由半导体材料制成的．它的阻值随光照强度的变化而变化，光照越强，电阻越小；光照越弱，电阻越大． 例2　(多选)如图2所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时(　　) 图2 A．电压表的示数增大 B．