1、高中物理选修3-2教科版 第三章 传感器 第二讲 温度传感器和光传感器 目标定位 温度传感器和光传感器 2了解各种光传感器的工作原理、特点和应用 1 理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向. 1理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向. 1了解各种温度传感器的工作原理、特点和应用 预习导学 一、温度 变形 R0(1t) 增大 减小 特定温度 二、光学量 电流 电压 光 电 光线 烟尘浓度 温度传感器和光传感器 课堂讲义 一、温度传感器 温度传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传 感器，一般有两类：一类是随温度变化引起传感器 中某个组件形状的变化(如热胀冷缩)达到转换
2、信号 的目的；还有一类是随温度变化引起电阻的变化( 如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小)达 到转换信号的目的 温度传感器和光传感器 课堂讲义 例1 下列有关电熨斗的说法正确的是( ) A电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属 片，两片金属的膨胀系数相同 B常温下，上下触点是接触的；温度过高时 ，双金属片发生弯曲使上下触点分离 C需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮， 使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D电熨斗中的双金属片是一种半导体材料 双金属片由膨胀系数不同的金属材料制成，上面的膨胀系数大 温度传感器和光传感器 课堂讲义 例2 如左图所示为温度在10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原 理简
3、图箱内的电阻R120 k，R210 k，R340 k，RT为热敏 电阻，它的电阻随温度的变化图像如图所示当a、b两端电压Uab0 时，电压鉴别器会令开关K接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温 度升高；当Uab0时，电压鉴别器会令K断开，停止加热试计算恒 温箱内的温度恒定在多少摄氏度？ 温度传感器和光传感器 课堂讲义 光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类 传感器，一般以光敏电阻为主要元件，因为光 敏电阻电阻值随光照加强而减小，将光敏电阻 连接到电路中时，光照改变就会引起电路中其 他电学量的改变，从而将光信号转换为电信号 二、光传感器 温度传感器和光传感器 课堂讲义 例3 在街旁的路灯、江海里
4、的航标都要求在夜 晚亮，白天熄，它们是利用半导体的电学特性制 成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制， 这是利用半导体的( ) A压敏性 B光敏性 C热敏性 D三种特性都利用 利用了半导体的光敏性 夜晚电阻大，白天电阻小 温度传感器和光传感器 例4 如图所示，电源两端的电压恒 定，L为小灯泡，R为光敏电阻 ，LED为发光二极管(电流越大 ，发出的光越强)，且R与LED 间距不变，闭合开关S后，下列 说法中正确的是( ) A当滑动触头P向左移动时， L消耗的功率增大 B当滑动触头P向左移动时， L消耗的功率减小 C当滑动触头P向右移动时， L消耗的功率可能不变 D无论怎样移动滑动触头P， L消
5、耗的功率都不变 二极管的电流增大 发光增强 光敏电阻阻值减小 灯泡L的电流增大 L功率增大 电阻减小 同理可知 L功率变小 课堂讲义 温度传感器和光传感器 对点练习 温度传感器的应用 1如图所示为电阻R随温度t变化的图线，下列说法中正确的 是( ) A图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 图线1是金属热电阻的图线，灵敏度低 图线2是热敏电阻的图线 温度传感器和光传感器 对点练习 温度传感器的应用 2图是一火警报警器的部分电路 示意图其中R
6、2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，a、b之间接报警器当 传感器R2所在处出现火情时，显示 器的电流I，报警器两端的电压U的 变化情况是( ) AI变大，U变大 BI变大，U变小 CI变小，U变大 DI变小，U变小 温度升高，R2减小 导致R2两端电压减小 通过R3的电流减小 路端电压U减小 温度传感器和光传感器 3如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上 装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光 二极管LED、光电三极管和不透明的挡板平时 光电三极管接收不到LED发生的光呈现高电阻状 态，发生火灾时，下列说法正确的是( ) A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极 管电
7、阻更大，检测电路检测出变化发出警报 B发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻 变小，检测电路检测出变化发出警报 C发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射 作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小， 发出警报 D以上说法均不正确 对点练习 光传感器的应用 温度传感器和光传感器 对点练习 光传感器的应用 4如图所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，A为 光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车的车轮车轮转动 时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并 转换成电信号，由电路记录和显示若实验显示单位时间的脉冲数n，累积 脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是 _， 小车速度的表达式为v_；行程的表达式为s_ 车轮的半径R和齿轮的齿数P 单位时间内齿轮转动圈数为n/P 则有v2Rn/P 2Rn/P 车轮转动的累积圈数为N/P 则有s2RN/P 2RN/P 温度传感器和光传感器 再见
