高中物理 第4章 传感器与现代社会 4.1传感器的原理 4.2探究热敏电阻的温度特性曲线教师用书 沪科版选修.doc

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1、4.1　传感器的原理4.2　探究热敏电阻的温度特性曲线学习目标知识脉络1.了解传感器的概念，知道传感器的常见类型.2.掌握传感器的敏感元件和转换电路.(重点)3.掌握热敏电阻的阻值与温度的关系.(重点)4.会用光敏电阻和热敏电阻设计、分析一些实际问题.传感器的原理1.传感器(1)定义：传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息，并将被测量的非电学量转换成电学量的装置.它一般包括敏感元件和转换电路等.(2)敏感元件：它是传感器的核心，它利用各种物理、化学、生物效应，将非电学参数的变化转换成电学

2、参数的变化.(3)转换电路：将敏感元件采集的信息进行处理，以电压或电流的形式输出.2.智能传感器当转换电路采用计算机进行信息处理，并输出数字信息的传感器.3.光敏电阻的导电特性光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小.4.传感器的类型类型特性举例物理型传感器利用被测物理量变化时，敏感元件的电学量(如电压、电阻、电容等)发生明显的变化的特性制成的力学传感器化学型传感器用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换为电学量的敏感元件制成的离子传感器生物型传感器利用生物体组织的各种生物、化学与物理效应制成的酶传感器、免疫传感器

3、、抗原抗体传感器等1.传感器是把电学量转换为非电学量的装置.(×)2.地震救灾时使用的生命探测仪是利用了生物传感器.(√)3.计算机用的鼠标器是一个光敏传感器.(√)1.光敏电阻和热敏电阻各是由什么材料制成的？金属与热敏电阻的电阻率各有什么特点？【提示】　光敏电阻和热敏电阻由半导体材料制成；金属热电阻的电阻率随温度升高而增大，热敏电阻的电阻率随温度升高而减小且非线性变化.2.所有的敏感元件都是把非电学量转化为电学量吗？【提示】　是的.不同的传感器中的敏感元件不同，工作原理也不相同，但都是将非电学量转化为电学量

4、的.传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求.探讨1：传感器的基本作用是什么？【提示】　将被测量的非电学量转换成电学量.探讨2：不便于测量和控制的非电学量有哪些？【提示】　角度、位移、速度、压力、温度、声强、光照等.探讨3：便于测量和控制的电学量有哪些？【提示】　电流、电压等.1.传感器的工作原理传感器感受的一般是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量

5、，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再输送给自动控制系统以使其产生各种控制动作.传感器：非电学量―→传感器―→电学量―→传感器―→换能器：一种形式的能量另一种形式的能量2.三类传感器的异同(1)相同点：都能将感受到的非电学量信息转化成电学量，都是利用敏感元件的某种敏感效应制成的.(2)不同点：三类传感器的工作原理不同，所利用的敏感元件的敏感效应不同.生物传感器与物理传感器和化学传感器的最大区别在于生物传感器的感受器中含有生命物质.3.一些常见的传感器传感器种类繁多，具体功

6、能各不相同，下表给出一些常见的传感器及其工作原理.传感器品种工作原理可被测定的非电学量力敏电阻、热敏电阻、半导体传感器阻值变化力、质量、加速度、温度、湿度、气体电容传感器电容量变化力、质量、加速度、液面、湿度感应传感器电感量变化力、质量、加速度、旋进数、转矩、磁场霍尔传感器霍尔效应角度、旋进度、力、磁场压电传感器，超声波传感器压电效应压力、加速度、距离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

7、理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应【解析】　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.【答案】　D2.关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是(　　)A.物理传感器是利用材料的某种物理性质工作的，因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域B.化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量C.

8、生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作D.生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要求【解析】　不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故B错；物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错；生物传感器能够使用的前提是感受器中的生命物质保持生物活性，故C错、D对.【答案】　D3.如图411所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与