2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第3章 第1节　认识传感器 第2节　传感器的原理 (3份打包)

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Willard S．Boyle与George E．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非电学量电学量，因此A、B、D错，C对．]转换电路转换元件敏感元件 (1)不同的传感器的工作原理不同，但都是通过敏感元件把非电学量的变化转变为电学量的变化． (2)传感器输出的电学量可能为电流、电压、电路通断等，不一定是电压． (3)敏感元