高二物理传感器

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1、第1节　传感器及其工作原理传感器热敏电阻器的两种型号及其特性热敏电阻器是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类．分类方式类别电阻温度特性正温度系数、负温度系数材料金属、半导体(单晶、多晶、陶瓷)结构珠状、片状、杆状、膜状工作方式直热式、旁热式工作温度常温、高温、低温用途测温控温、辐射能(功率)测量、稳压(稳幅)等热敏电阻器的分类热敏电阻器的用途十分广泛，主要应用于：①

2、利用电阻—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性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等；④利用热惯性作为时间延迟器．1．传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能够把它们按照一定的规律转换为________等电学量，或转换为________．2．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为________这个电学量．3．热敏电阻或金属热电阻能够把温度这个热学量转换为________这个电学量．4．霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为

3、________这个电学量．1．电压、电流　电路的通断2．电阻3．电阻4．电压一、传感器及其原理1．传感器传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换成为电压、电流等电学量，或转换成为电路的通断．2．传感器的分类常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的．根据人测量的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类．物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质(如电阻、电压、电容、磁场等)发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等．化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感

4、元件制成的．生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等．3．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．传感器原理如下图所示．二、光敏电阻及其特性1．光敏电阻特性的实验探究(1)实验器材多用电表、光敏电阻、导线、黑纸、开关(2)实验步骤①用多用电表欧姆挡两表笔与在

5、室内自然光照射下的光敏电阻两端连接，测光敏电阻阻值电路如上图所示．②用手张开(或用黑纸)放在光敏电阻上，挡住部分光线，测光敏电阻阻值．③全部挡住光线，测光敏电阻阻值．④将所测量数据填入下表中.光照强度强中弱R/Ω2.光敏电阻的特性根据上述实验设计可得光敏电阻的特性：光敏电阻的电阻随光照的增强而减小．3．光敏电阻被光照射电阻变化的原因光敏电阻在被阳光照射时电阻发生变化，原因是构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好，随光照的增强，载流子增多，导电性能变好．如下图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，此光电计数器的基本工作

6、原理是()A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：每当光照射在光敏电阻R1上时，R1电阻变小，串联电路中，R2上的电压变大，即信号处理系统获得高电压，A对．当信号处理系统接收到一次低电压，相应计数一次，所以此题应选A、C.答案：AC变式迁移1.如右图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用不透光的黑纸将Rt包裹起来，表针将向________(填“左”或

7、“右”)转动；若用手电筒照射Rt，表针将向________(填“左”或“右”)转动．解析：光敏电阻受光照越强，电阻越小，所以将Rt用不透光的黑纸包起来，电阻增大，指针左偏；若用手电筒光照射Rt，电阻减小，指针右偏．答案：左　右变式迁移三、热敏电阻及其特性1．热敏电阻特性的实验探究(1)实验器材热敏电阻、多用电表、烧杯(备用冷、热水)、温度计、铁架台(2)实验步骤①如右图所示，将一热敏电阻连入电路中．用多用电表欧姆挡测其电阻，记录温度、电阻值．②将热敏电阻放入少量冷水中并将它插入有温度计的烧杯中，记录温度、电阻值．③再分几次向烧杯中倒入热水观察不同温度下热敏电阻的