6.1传感器及其工作原理(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-2）

6.1 传感器及其工作原理 1 自动门 自动干手机 引入新课 以上自动门和自动烘干机是怎样自动进行工作的？靠的是什么原理？ 2 如图所示，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡就熄灭。 问：请大家推测，盒子里有什么样的装置才能出现这样的现象呢？ 【探究】什么是传感器 “干簧管”——是一种能够感知磁场的传感器 原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用。 定义：传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换成电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。 一.传感器 （能将非电学量转化成电学量的元件） 非电学量 电学量 力 温度 光 声 化学成分 传感器：非电学量→传感器→电学量 角度 位移 速度 压力 温度 湿度 声强 光照 传感器 电压 电流 电阻 电容 非电学量 的变化 电学量 的变化 转化 反映 转换电路 物理信息 化学信息 生物信息 电 信 号 敏感元件 传感器 传感器的工作原理 传感器的特点（优点）： 易测量、易传输、易处理、易控制 各种传感器 离子感烟器 明火探测器 温度传感器 光电传感器 湿度传感器 机油压力传感器 超声波传感器 风速传感器 色标传感器 酒精含量测试仪 雷达测速仪 电子秤 红外线温度计 电子秤 电磁流量计 全自动血压机 自动旋转门 有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为(　　) A．改变湿度　　　　　　　 B．改变温度 C．改变磁场 D．改变电容 1 人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时改变了电容大小 【解析】：选C、D。干簧管能感知磁场，因为两个舌簧由软磁性材料制成，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，所以是作开关来使用、作为控制元件以实现自动控制的。故C、D正确。 【例题】（多选）如图所示，干簧管放在磁场中时两个舌簧能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是（ ） A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C.干簧管接入电路中相当于开关的作用 D.干簧管是利用磁场控制电路通或断 二、敏感元件 1、光敏电阻 特性：光敏电阻对光敏感。当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变。一般会随着光照强度的增大而电阻值减小。（光照越强，电阻越小） 光照情况 有光照射时 没光照射时 电阻阻值 电阻小 电阻大 光敏电阻工作原理： 光照增强 半导体材料中的载流子（自由电 子和空穴）浓度增加 材料的电阻率减小 原因(工作原理)：硫化镉（CdS）是一种半导体材料，无光照时，载流子少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好。 作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。 光学量（光照强度） → 电学量（电阻） 材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体。如：硫化镉。 如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时(　　) A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 R3阻值减小，R1两端电压因干路电流增大而增大(电压表的示数增大)，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A项正确，D项错误 由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确 结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大 LOGO 例（多选）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（ ） A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次 AC 2、热敏电阻 实验观察：把热敏电阻放入热水中，随着温度的升高，电阻如何变化？ R T o ①材料：半导体 热敏电阻的阻值会随着温度的升高而_____，具有负温度系数（还有一种是正温度系数。如果没有说明，就当是负温度系数热敏电阻） ②特性： 热敏电阻R-T关系示意图 减小 随着水温升高，多用表的指针偏角逐渐变大。 3、金属热电阻 铂电阻 R T O 金属热电阻R-T关系示意图 （2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而______，具有正温度系数 （1）材料：金属热电阻是用金属做成的 增大 热敏电阻和金属热电阻能够把 _____这个