2017_2018学年高中物理第5章传感器及其应用第12节揭开传感器的“面纱”常见传感器的工作原理教学案鲁科版.doc

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1、1.传感器能够将非电学量转化为电学量，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。2．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成，其中敏感元件是传感器的核心部分。3．光敏电阻由半导体材料制成，光照越强电阻越小，导电性越好。4．热敏电阻的电阻率随温度的变化有明显变化，常见两种类型，即正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而增大；负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而减小。一、什么是传感器1．定义能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置。2．作

2、用传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量。二、种类繁多的传感器1．传感器的分类(按工作原理)及特点原理举例特点物理传感器利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等品种多、应用广、发展快化学传感器利用化学反应识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器广泛应用于环保、火灾报警、医疗卫生生物传感器利用生物化学反应识别和检测信息组织传感器、细胞传感器、酶传感器含有生命物质，专一性好，易操作、快速、准确102．传感器的一般结构→→→→三

3、、光电传感器和温度传感器光电传感器温度传感器定义能够感受光信号，并按一定规律转换成电信号的器件或装置将温度变化转换为电学量变化的装置类型主要有光敏电阻、光敏晶体管、光电池等主要有热敏电阻、热电偶等两种电阻光敏电阻由半导体材料制成，光照越强，电阻越小热敏电阻由半导体材料制成，NTC随温度升高，电阻减小，PTC随温度升高，电阻增大原理电学性质随光照变化而变化电学性质随温度变化而变化1．自主思考——判一判(1)传感器能够将非电学量转化为电学量，其核心部件是敏感元件。(√)(2)光电传感器、温度传感器属于物理传感器，气敏

4、传感器、湿敏传感器属于化学传感器。(√)(3)光敏电阻电学性质随光照增强电阻减小。(√)(4)热敏电阻电学性质随温度升高，电阻一定减小。(×)(5)干簧管继电器在电路中作用相当于一个开关。(√)2．合作探究——议一议(1)在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的。提示：电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等。(2)在光电报警装置中，干簧管的工作原理是什么？它在电路中所起的作用是什么？提示：如图所示，当干簧管处于磁场

5、中时，两个软铁质簧片被磁化，相互吸引而接通电路，它在电路中起到开关的作用。(3)热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小吗？10提示：热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小，正温度系数的热敏电阻(PTC)，其阻值随温度的升高而增大；而负温度系数的热敏电阻(NTC)，其阻值随温度的升高而减小。若题目中无特别说明，一般是指负温度系数的热敏电阻。对传感器的认识　　传感器的工作原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要

6、经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。传感器的工作原理如下所示。1．下列说法正确的是(　　)A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器B．湿敏传感器只能是物理传感器C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应解析：选D　各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确。2．下列关于传感器的说法中正

7、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．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确10解析：选B　半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如用金属丝可制作温度传感器，故A错误，B正确。传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，故C错误。对光敏电阻、热敏电阻的考查1．光敏电阻(1)特点：光敏电阻在被光照射时电阻发生变化。光照增强时，电阻减小；光照减弱时，电阻增大。(2)原因：制作光敏电阻的硫化镉是一种半导体材料

8、，无光照时，载流子极少，导电性能较差；随着光照的增强，载流子增多，导电性能增强。(3)作用：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。(4)光电计数器图511所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。当光被工件挡住时，R1阻值增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，通过一个工件就获得一次低电压，计数一次。图5