第3章 1．传感器 2．温度传感器和光传感器—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2讲义

1．传感器 2．温度传感器和光传感器 [学习目标]　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) 一、传感器 1． 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，常用于磁场控制的开关． 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 ℃时导体的电阻，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．