第47期 传感器-【数理报】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第二册同步学案(人教版)

2023-06-06
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资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 高中物理人教版选择性必修 第二册
年级 高二
章节 第五章 传感器
类型 学案-导学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2023-2024
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 2.43 MB
发布时间 2023-06-06
更新时间 2023-06-07
作者 《数理报》社有限公司
品牌系列 数理报·高中同步学案
审核时间 2023-06-06
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/39442912.html
价格 3.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

书 檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯 檯 檯 檯 檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯 檯 檯 檯 殔 殔殔 殔 编者按:本章讲述传感器的相关知识,教材介 绍的传感器是工作原理、使用方法都比较简单的 常见传感器,主要学习目的是体会物理知识在技 术中的应用. §1.1传感器 预习题纲 1.知道什么是传感器,并了解传感器的种类. 2.知道传感器的组成及应用模式,理解将非电学量 转化为电学量的物理意义. 3.理解常见传感器敏感元件的特性及应用. 课本预习 干簧管的结构很简单,它只是玻 璃管内封入两个软磁性材料制成的簧 片,接入图1电路,当磁体靠近干簧管 时: (1)会发生什么现象,为什么? (2)干簧管的作用是什么? 提示:(1)小灯泡会发光,因为两个簧片被磁化而 接通. (2)干簧管起到了开关的作用. 1.神奇的传感器 (1)干簧管是一种能够感知 的传感器. (2)楼道灯白天不亮,晚上有声音时亮,是因为楼 道的灯安装了 开关. (3)一些宾馆安装了自动门,当有人走近时,门会 自动打开,是因为自动门安装了 传感器. (4)交通警察在检查司机是否酒后开车时,用的是 “便携式酒精检测仪”,上面安装了 传感器. (5)传感器的定义:能够感受诸如力、温度、光、声、 化学成分等被测量,并能够把它们按照一定的规律转换 为便于 和处理的如电压、电流等电学量,或转换 为电路的通断的装置. (6)非电学量转换为电学量的意义:把非电学量转 换为电学量,可以很方便地进行测量、传输、处理和控制. 2.传感器的种类 (1)物理传感器:利用物质的物理特性或物理效应 制作而成的传感器,如力传感器、磁传感器、声传感器等. (2)化学传感器:利用电化学反应原理,把无机或 有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器, 如离子传感器、气体传感器等. (3)生物传感器:利用生物活性物质的选择性来识 别和测定生物化学物质的传感器.如酶传感器、微生物 传感器、细胞传感器等. 3.传感器的组成与应用模式 (1)传感器的基本组成部分 ①敏感元件:能直接感受或响应外界被测非电学量 的部分. ②转换元件:能将敏感元件输出的信号直接转换成 电信号的部分. (2)传感器应用的一般模式 §1.1常见传感器的工作原理及应用 预习题纲 1.光敏电阻 (1)特点:光照越强,电阻 . (2)原因:光敏电阻的构成物质硫化镉为半导体材 料,无光照时,载流子极少,导电性能差;随着光照的增 强,载流子 ,导电性 . (3)作用:把 这个光学量转换为 这个电学量. 2.金属热电阻 金属的电阻率随温度的升高 而增大,用金属丝可以制作温度传 感器,称为热电阻,如图1所示为 某金属导线电阻的温度特性曲线. 3.热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成, 其电阻值随温度的变化非常 ,如图2所示为某一热敏电阻 的电阻值随温度变化的特性曲线. 4.电阻应变片 (1)定义:其电阻随着它所受 的变化而变化的力敏元件. (2)分类:金属电阻应变片和半导体电阻应变片. (3)力传感器:由 和电阻应变片组成,是 电子秤中所使用的测力器件. (4)电容式传感器:通过测定电容器的电容来确定 极板的正对面积、极板间的距离以及极板间的电介质中 某个物理量变化的传感器. 问题思考 智能机器人能够具有类似人 的感官功能,获取外界信息并灵活 做各种动作,其中传感器起了重要 作用.你知道智能机器人都用什么 传感器代替人的感官吗? 思考提示 提示:眼睛→光传感器 耳朵→声音传感器 鼻 子→气味传感器 舌头→味觉传感器 皮肤 → 压 力、温度、湿度传感器. 1.传感器的组成和工作流程 (1)传感器的组成: 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:传感器中能将敏感元件输出且与被测物 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: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、电阻等. (2)传感器的工作流程: →非电学量 敏感 → 元件 转换 → 元件 转换 → 电路 电学量 2.传感器的原理 传感器感受的通常是非电学量,如力、温度、位移、 浓度、速度、酸碱度等,而输出的通常是电学量,如电压、 电流、电荷量等.这些输出的信号是非常微弱的,通常需 要经过放大后,再传送给控制系统产生各种控制动作. §利用传感器制作简单的自动控制装置 预习题纲 实验一 门窗防盗报警装置 (1)实验电路 (2)工作原理 闭合开关S,系统处于防盗状态,当门窗紧闭时,磁 体M使干簧管处于导通状态,继电器使开关 c与触点 a 接通,二极管 LED发光.当门窗开启时,磁体离开干簧 管,干簧管失磁断开,继电器被断电,使开关转换为 c

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