2017秋沪教版高中物理选修3-2第四章同步教学课件+视频：4.1 传感器的原理 （4份打包）

第四章 传感器与现代生活 传感器的原理　 1 自动门(视频) 自动干手机 2 2 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 传感器的定义： 传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量转换成电学量的装置。 它一般包括敏感元件与转换电路等。 一、什么是传感器 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 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 一、什么是传感器 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 一、什么是传感器 实验探究1 认识传感器的结构 电子线路的作用是将光敏感元件和声敏感元件获取的电信息进行放大、调整，以控制电灯线路。 一、什么是传感器 实验探究1 认识传感器的结构 光敏感元件在哪儿？ 声敏感元件在哪儿？ 对着开关拍手，电灯亮不亮？ 怎么才能使电灯亮起来？ 一、什么是传感器 实验探究1 认识传感器的结构 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。 一、什么是传感器 9 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 9 光敏电阻的工作原理 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。 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 一、什么是传感器 10 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 二、探究传感器的原理 实验探究2 研究光敏电阻 有光照和没有光照时，光敏电阻的阻值有何不同？ 改变光照射的强度，光敏电阻的阻值有何变化？ 二、探究传感器的原理 实验探究2 研究光敏电阻 将光敏电阻接到如图所示的电路中，用光照射光敏电阻，观察电流表的变化。 请思考：光敏电阻作为一种对光的敏感元件能应用在哪些传感器中。 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 2 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 三．传感器类型 物理型传感器举例 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 以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。 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． 三．光传感器的应用——火灾报警器 如图为烟雾散射式火灾报警器，它主要由带孔的外罩，发光二极管LED、光电三极管及不透明的挡板组成，请简述它的工作原理． 有烟雾时 无烟雾时 挡板遮挡 收不到光 高电阻 光线散射 光线照射到三极管 电阻变小 传感器检测到变化 报警 3 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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。 电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量 二、制作传感器常用的敏感元件 物理型传感器举例 17 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 待测压力F 固定电极 膜片电极 传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片产生变形，引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（ ） A．当F向上压膜片电极时，电容将减小 B．当F向上压膜片电极时，电容将增大 C．若电流计有示数，则压力F发生变化