2019-2020学年教科版高中物理选修3-2课件:第三章 传感器1 .pptx
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1、1 传感器 温度传感器 和光传感器,第三章 传感器,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.了解什么是传感器,感受传感技术在信息时代的作用与意义. 2.了解热敏电阻、敏感元件的特性. 3.了解几种温度传感器及光传感器的原理.,一、传感器,答案,当你走进一座大楼时,大堂的自动门是如何“看到”你而自动打开的?,答案 人体发出的红外线被传感器接收后传给自动控制装置的电动机,实现自动开关门.,知识探究,导学探究,传感器的定义及结构 (1)传感器通常是把被测量的非电信息(如力、温度、光、声、化学成分),按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置. (2)结构:,知识梳理,(多选)传感器担负着信息采
2、集的任务,它可以( ) A.将力学量(如形变量)转变成电学量 B.将热学量转变成电学量 C.将光学量转变成电学量 D.将电学量转变成力学量,即学即用,ABC,解析 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件,故选项A、B、C对,D错.,解析答案,二、敏感元件的原理,如图1所示,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,再将多用电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连,这时表针恰 好指在刻度盘的正中央.若在RT上擦一些酒精,表针将如 何摆动?若用吹风机将热风吹向电阻,表针将如何摆动?,答案 由于酒精蒸发,热敏电阻RT温度降低,电阻
3、值增 大,指针应向左偏;用吹风机将热风吹向电阻,电阻RT温度升高,电阻值减小,指针将向右偏.,导学探究1,答案,图1,干簧管的结构如图2所示,它只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片.将干簧管接入电路.把磁铁靠近或远离干簧管,观察电路中所发生的现象.总结干簧管是如何工作的?,答案 把磁铁靠近干簧管时,簧片在磁场的作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁.当磁力大于簧片的弹力时,两者紧密地接触,电路连通,灯亮.,导学探究2,答案,图2,三、温度传感器和光传感器,如图3所示为电熨斗的构造,其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属.,导学探究,(一)热敏电阻和金属热电阻,图3,(1)常温下,电熨斗的
4、上、下触点应当是接触的还是分离的?当温度过高时双金属片将怎样起作用?,答案,答案 常温时,电熨斗的上、下触点接触,这样电熨斗接通电源后能进行加热,当温度过高时双金属片膨胀,因上层的热膨胀系数较大,故上层膨胀的厉害,双金属片向下弯曲,弯曲到一定程度后,两触点分离,电路断开,电热丝停止加热.当温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热.,(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,这是如何利用调温旋钮来实现的?,答案,答案 熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度,也就是要求双金属片弯曲程度较大时,两触点分离,所以应使调温旋钮下旋,反之熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,应使调温旋
5、钮上旋.,热双金属片、热敏电阻和金属热电阻的特点 (1)热双金属片温度传感器是由两种膨胀系数相差 的不同金属片焊接或轧制成一体后组成.它对温度的感知表现为热双金属片的 ,可以用它控制电路的 . (2)热敏电阻:用 材料制成.按热敏电阻阻值随温度变化的规律,热敏电阻可分为正温度系数的热敏电阻和负温度系数的热敏电阻. 正温度系数的热敏电阻随温度升高电阻 . 负温度系数的热敏电阻(如氧化锰热敏电阻)随温度升高电阻 . (3)金属热电阻:金属的电阻率随温度 而增大,利用这一特性,金属丝也可以制作成 传感器,称为热电阻.,知识梳理,较大,形变,答案,通断,半导体,增大,减小,升高,温度,如图4所示,R1
6、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( ),解析答案,即学即用,解析 R2与灯L并联后与R1串联,与电源构成闭合电路,当温度降低时,热敏电阻R2的阻值增大,外电路电阻增大,电流表读数变小,R1两端电压减小,灯L两端电压增大,灯泡亮度变强,故C正确,其余各项均错.,C,A.R1两端的电压增大 B.电流表的示数增大 C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱,图4,如图5所示是火灾报警器的内部结构,它由 二极管LED、 三极管和不透明的挡板组成,请简述它的工作原理.,导学探究,答案,(二)光传感器,发光,光电,图5,答案 平时,光电三极管收不到LED发出的光, 呈现高电
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