高中物理61《传感器及其工作原理》课件新人教选修3-2.ppt

1、一、传感器及其工作原理一、传感器及其工作原理 传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程传感器在当今科技发展中有着十分重要的地位。新课程标准紧扣时代脉搏，对传感器教学提出明确要求。本课的设标准紧扣时代脉搏，对传感器教学提出明确要求。本课的设计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感计思路是通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是传感器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生器，传感器是如何将非电学量转换成电学量的，传感器在生产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的产、生活中有哪些具体应用，为学生利用传感器制作简单的自控装置作一铺垫。自控装置作一铺垫。教学时

2、力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感教学时力避深奥的理论，侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。学的情感和崇尚科学的精神。1 1、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；量的技术意义；2 2、认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。器的工作原理。1 1、生活中常用的电视、空调的遥控器是如何生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？实现远距离操纵的

3、？2 2、楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？的？3 3、工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？是如何工作的？思思考考 讨讨 论论 如图如图6.1-16.1-1，小盒子，小盒子A A的侧面露出一的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭。铁移走，灯泡熄灭。盒子里有什么样的装置，才出现这盒子里有什么样的装置，才出现这样的现象？样的现象？演演 示示NS如图如图6.1-16.1-1盒子里有盒

4、子里有什么样的装置什么样的装置?小灯泡小灯泡A AB B 当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以通，所以干簧管干簧管能起到能起到开关开关的作用！的作用！NS原理：原理：磁信号 电路的通断一、一、什么是传感器：什么是传感器：（请自主请自主阅读阅读教材教材P52P52）一、一、什么是传感器：什么是传感器：视视 觉觉嗅嗅 觉觉听听 觉觉味味 觉觉触觉触觉 温度温度光传感器光传感器温度传感器温度传感器气体传感器气体传感器声音传感器声音传感器味传感器味传感器温度传感器温度传感器压力传感器压力传感器一、一、什么是传感器：什么是传感器：1 1、定义：、定义：传感

5、器是把传感器是把非电学量(如位移、速度、力、磁感应如位移、速度、力、磁感应强度、温度、光、声等强度、温度、光、声等)按一定的规律转换为按一定的规律转换为电学量(如电压、电流、电阻、电容等如电压、电流、电阻、电容等)的元器件的元器件.非电学量 电学量传感器传感器一、一、什么是传感器：什么是传感器：1 1、定义：、定义：2 2、工作原理：、工作原理：非电学量电学量传传感感器器温度传感器：温度传感器：光传感器（光敏电阻）光传感器（光敏电阻）火警报警器火警报警器色标传感器色标传感器力传感器力传感器各种度传感器：各种度传感器：二二、敏感元件：敏感元件：1 1、光敏电阻：光敏电阻：请自主请自主阅读阅读教材

6、教材P53P53的内容，思考问题：的内容，思考问题：二二、敏感元件：敏感元件：1 1、光敏电阻：光敏电阻：结论：结论：光照光照强强，电阻，电阻小；小；光照光照弱弱，电阻，电阻大大光信号光信号电信号电信号SiSiSiSiSiSiSiSiSi空穴空穴自由自由电子电子例题例题1 1：如图所示，：如图所示，R1R1、R2R2为定值电阻，为定值电阻，L L是小灯泡，是小灯泡，R3R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，（为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）A A电压表的示数增大电压表的示数增大 B BR2R2中电流减小中电流减小 C C小灯泡的功率增大小灯泡的功率增大 D D电路的路端电压增大电路的路端电压

7、增大ABC二二、敏感元件：敏感元件：2 2、热敏电阻：热敏电阻：请自主请自主阅读阅读教材教材P54P54的内容，思考问题：的内容，思考问题：（1 1）金属热电阻：）金属热电阻：电阻随温度的升高而增大。电阻随温度的升高而增大。（2 2）热敏电阻：）热敏电阻：电阻随温度的升高而减小。电阻随温度的升高而减小。温度温度电阻电阻二二、敏感元件：敏感元件：2 2、热敏电阻：热敏电阻：例题例题2 2：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，示器，a a、b

8、 b之间接报警器。当传感器之间接报警器。当传感器R2R2所在处出现火情时，所在处出现火情时，显示器的电流显示器的电流I I、报警器两端的电压、报警器两端的电压U U的变化情况是（的变化情况是（）A.A.I I 变大，变大，U U 变大变大 B.B.I I 变小，变小，U U 变小变小 C.C.I I 变小，变小，U U 变大变大 D.D.I I 变大，变大，U U 变小变小 B二二、敏感元件：敏感元件：3 3、霍耳元件：霍耳元件：工作原理：霍耳效应工作原理：霍耳效应【例例3】有电流有电流 I 流过长方体金属块，金属块高度为流过长方体金属块，金属块高度为d，宽，宽为为b，有一磁感应强度为，有一磁

9、感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，试的匀强磁场垂直于纸面向里，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？HUqqBvb()Inq bd v1()HIBIBUkknqddnq三、电容传感器的应用三、电容传感器的应用（1）测定角度：（2）测定液面高度h：（1）测定角度：（2）测定液面高度h：（3）测定压力F：（4）测定位移x：定片动片电介质金属芯线导电液体待测压力F固定电极可动电极x极板极板电介质力学量力学量电学量电学量例例4 4传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测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

10、力定压力的电容式传感器，当待测压力F F作用于可动膜片产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（电源串联接成闭合电路，那么（）A A当当F F向上压膜片电极时，电容将减小向上压膜片电极时，电容将减小 B B当当F F向上压膜片电极时，电容将增大向上压膜片电极时，电容将增大 C C若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F发生变化发生变化 D D若电流计有示数，则压力若电流计有示数，则压力F F不发生变化不发生变化 待测压力F固定电极膜片电极BC 1 1观察与思考：日常生活中哪些地方用到了观察与思考：日常生活中哪些地方用到了传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们传感器，它们分别属于哪种类型的传感器，它们的工作原理如何？的工作原理如何？2 2实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设实验设计：用热敏电阻、继电器等器材设计一个火警报警器。计一个火警报警器。课课 后后 作作 业业