金榜夺冠物理第十一章第二单元第3课时

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1、第二单元　传感器第3课时　传感器的原理及其应用选修3－2第十一章　交变电流　传感器基础回顾考点一传感器的含义及元件1．传感器：传感器是指这样一类元件：它能感受例如力、温度、光、声、化学成分等________量，并能把它们转换成电压、电流等________量，或转换为电路的________．从而能方便地进行测量、传输、处理和控制．2．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等．(1)热敏电阻是由半导体材料制成的，常态时其阻值约为10kΩ，其电阻率随温度的变化而变化，温度升高时，其电阻率显著________；答案：1．非

2、电学　电学　电压2．(1)减小(2)光敏电阻也是由半导体材料制成的，其电阻率在光照射下显著________；在没有光照射下其阻值可以达到几十兆欧．在一般室内光照射下，电阻可以降到几千欧，利用多用电表的欧姆挡测量不同温度下的热敏电阻以及不同光照射条件下光敏电阻的阻值，就可以了解热敏电阻随温度以及光敏电阻随光照的变化规律．(3)霍尔元件能够把磁感应强度转换成电压，当电流一定时，霍尔电压UH与磁感应强度B成________比．答案：(2)减小(3)正要点深化1．传感器的定义国家标准GB7665－87对传感器有如下的定义，“能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成

3、可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”．通俗地说，传感器在现代技术中是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并且能够按照一定的规律转换为电压、电流等电学量；其工作过程是通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的信号按一定的规律转变为便于利用的电信号，把非电学量转换为电学量以后，就可以方便的进行测量、传输、处理和控制了．2．传感器的原理传感器感受到的通常是非电学量，如电压、温度、位移、浓度、速度等，而它传输的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号非常微弱，通常经过放大后再送给控制系统产生各种控制动作．传感

4、器的原理也可以用下图表示：基础回顾考点二传感器的应用1．传感器应用的一般模式传感器电路放大转换执行机构显示器（指针式电表，数字屏）计算机系统2．传感器的分类目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个(1)按________分类，如输入量分别是温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器．这种分类的方法给使用者提供了方便，容易根据测量对象选择需要的传感器等．(2)按传感器的________分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、

5、光栅传感器等．答案：2．(1)输入量(2)工作原理要点深化1．力传感器的应用——电子秤(1)电子秤有应变片、电压放大器、模数转换器、微处理器和数字显示器等器件．电阻应变片受到力的作用时，它的电阻会发生变化，把应变片放在合适的电路中，他能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．(2)工作原理：如下图所示，弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面应变片的电阻变小．F越大，弯曲形变越大，应变片的阻值变化就越大．如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应

6、变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小．传感器把这两个电压的差值输出，外力越大，输出的电压差值也就越大.2．声传感器的应用——话筒(1)如下图所示的话筒是一种把声信号转换为电信号的传感器．(2)工作原理：金属膜片M和固定电极N形成一个电容器，Q是两个绝缘支架．电容器被直流电源充电后，当声波冲击薄金属膜片M而使之周期性振动时，电容器两极间距离的变化而导致电容大小发生变化，电容器的电荷量随之发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压．3．温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅(1)如下图所示，温度传感器一般由半导体材料制成的

7、热敏电阻和金属热电阻制成，它是把热信号转换为电压信号而进行自动控制的．电熨斗的内部装有双金属片温度传感器，双金属片的膨胀系数不同，上层金属的膨胀大于下层金属，温度变化时，由于双金属片的膨胀系数不同从而控制电路的通断，以达到控制温度的目的．(2)如右图所示，电饭锅中应用的温度传感器，其主要元件是感温铁氧体．感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的．它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是当温度上升到“居里温度”或“居里点”(约103℃)时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了．电饭锅中的温度传感器起限温开关的作用，手动闭合，当感温铁氧体的温

8、度上升到“居里点”时，开关自动断开，且不能自动复位，