1、高中物理选修3-2教科版 第三章 传感器 第一讲 传感器 目标定位 传感器及其工作原理 2 掌握制作传感器的常用元件的特性及应用 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知道什么是传感器，理解传感器工作原理 预习导学 一、电学量 电信息 传感器及其工作原理 敏感 处理 进行放大 干扰信号 电信号 电学量(如电压、电流和频率等) 二、非电信息 物理效应抗体激素 减小增大 磁场 大于 小于 分开 由磁场控制的开关 课堂讲义 一、传感器对信号的转化 1传感器的原理 传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速
2、度 、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等 ，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大等处理后，再通过 控制系统产生各种控制动作 2在分析传感器时要明确 (1)核心元件是什么； (2)是怎样将非电学量转化为电学量的； (3)是如何显示的或如何控制开关的 传感器及其工作原理 课堂讲义 传感器及其工作原理 例1 如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的 外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构 成电容器的两极把这两极接入外电路，当外电路中的电流变 化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化情况为( ) Ah增大 Bh减小 Ch不变 D无法确定 导电液体深度
3、h增大时 导线芯和导电液体正对面积增大 电容器的电容值变大 课堂讲义 传感器及其工作原理 例2 卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理 是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声 波使膜片振动时，就将声音信号转换为电信号，下列说法正确的是( ) A该传感器是根据电流的磁效应工作的 B该传感器是根据电磁感应原理工作的 C膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 膜片后的金属线圈就跟着振动 穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流 声音信号转变为电信号 课堂讲义 二、热敏电阻的特点 1热敏电阻的特点 热敏电阻
4、的电阻率随温度升高而减小并且变化灵敏 传感器及其工作原理 2热敏电阻的用途 (1)利用电阻的温度特性来测量温度、控制温度和元件、器件 、电路的温度补偿 (2)利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用 (3)利用不同介质中热耗散特征的差异测量流量、流速、液面 、热导、真空度等 (4)利用热惯性作为时间延迟器 课堂讲义 例3 在信息技术高速发展、电子计算机广泛应用 的今天，担负着信息采集任务的传感器在自动控制 、信息处理技术中发挥着越来越重要的作用，其中 热电传感器是利用热敏电阻将热信号转换成电信号 的元件某学习小组的同学在用多用电表研究热敏 特性实验中，安装好如图所示装置向杯内加入冷 水
5、，温度计的示数为20 ，多用电表选择适当的倍 率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水， 温度计的示数为60 ，发现多用电表的指针偏转角 度较大，则下列说法正确的是( ) A应选用电流挡，温度升高换用大量程测量 B应选用电流挡，温度升高换用小量程测量 C应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡 D应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡 没电源不能用电流挡 指针偏转角度较大 说明阻值变小 换用倍率小的挡 传感器及其工作原理 课堂讲义 传感器及其工作原理 例4 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( ) AR1两端的电压增大 B电流表的示数增大 C小
6、灯泡的亮度变强 D小灯泡的亮度变弱 电阻R2增大，电流表读数减小R1两端电压减小 灯L电压增大，灯泡亮度变强 对点练习 传感器对信号的转化 传感器及其工作原理 1关于传感器，下列说法正确的是( ) A所有传感器都是由半导体材料做成的 B金属材料也可以制成传感器 C干簧管是一种能够感知电场的传感器 D传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的 感知磁场 对点练习 传感器对信号的转化 传感器及其工作原理 2如图所示是变隙电感式压力传感 器的结构图它由膜盒、铁芯、衔 铁及线圈等组成，衔铁与膜盒的上 端连在一起根据变隙电感式压力 传感器的结构图分析其工作原理 当压力进入膜盒时 膜盒顶端位移与压力F成正
7、比 衔铁移动使气隙发生变化 电流也发生相应变化 电流数值反映被测压力大小 对点练习 传感器对信号的转化 传感器及其工作原理 3如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的 电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯 加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是变暗，发生这一现 象的主要原因是( ) A小灯泡的电阻发生了变化 B小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C电阻丝的电阻率随温度发生了变化 D电源的电压随温度发生了变化 电阻丝的电阻率随温度的升高而增大 对点练习 热敏电阻的特性 4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图现在把杯中 的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( ) A如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显 D如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显 温度升高后，电阻将明显变化 温度升高后，电阻变大，但不明显 传感器及其工作原理 再见
