3.1 传感器 课件-2022-2023学年高二下学期物理教科版选修3-2

第 三 章 传感器 一、传感器 1．传感器 通常是把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置 2．传感器的作用 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制 非电学量→传感器→电学量 例1．有一些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 √ 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 二、敏感元件的原理 1．热敏电阻 特性：热敏电阻的阻值会随着温度的升高而减小，具有负温度系数 例2．如图所示，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(　　) A．R1两端的电压增大 B．电流表的示数增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱 √ 2．干簧管 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发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。 盒子里有什么装置？ 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。 玻璃管 3．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 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 光敏电阻的工作原理：硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子也增多，导电性变好 9 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 例3．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 √ √ √ 4．电容式传感器 如右图，被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。物体位移的变化，就转换成了电容量的变化。 电容式位移传感器：把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量 例4．电容式传感器是用来将非电信号转变为电信号的装置．由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，如图所示是四个电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是(　　) A．甲图的传感器可以用来测量角度 B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度 C．丙图的传感器可以用来测量压力 D．丁图的传感器只能用来测量速度 √ √ √ 三、温度传感器 1．热双金属片温度传感器 原理：热胀冷缩 常温下两触点分离。温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使触点接触 2．热双金属片温度传感器在电熨斗中的应用 ①常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？ 常温下，上、下触点应是接触的，但温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热．温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用 ②熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？ 熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性铜片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的 例5．如图所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是(　　) A．常温时上下触点是接触的 B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲 C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移一些 D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些 √ √ √ 切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些 2．热电阻传感器 金属热电阻 3．热敏电阻传感器 四、光传感器 1．光传感器是测量光信号的传感器 2．光电式转速表 哪个元件是光传感器? 光电三极管是烟雾火警报警器中的光传感器 工作原理? 报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报 4．在防治“新冠”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线