2019-2020学年高中物理 第3章 传感器 第3节 传感器的应用课件 粤教版选修3-2

1、第三节传感器的应用1(多选)传感器担负着信息采集的任务，其工作过程可能是()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将电学量转变成光学量D将电学量转变成力学量【答案】AB课前自主学习2 光 敏 电 阻 的 阻 值 随 着 入 射 光 强 度 的 增 加 而_ 由 于 它 对 光 照 比 较 敏 感 ， 所 以 它 可 以 作_传感器【答案】减小光电3金属的电阻率随温度的升高而_用金属丝可以制作_传感器，称为_【答案】增大温度热电阻4与金属不同的是，有些半导体的导电能力随温度的升高而_，故可以用半导体材料制作_【答案】增强热敏电阻5与热敏电阻相比，金属热电阻的_好，测温范围_，但_较差【答案】化学稳定性大灵敏度6半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的_获得能量成为_，同时也形成更多的_，于是_明显地增强【答案】电子自由电子空穴导电性7电熨斗装有_传感器，其作用是_.【答案】双金属片温度控制电路的通断8温度传感器的核心元件是_，它具有将_转化为_的性质【答案】热敏电阻温度电阻一、生活中的传感器1 温 度 传 感 器 的 应 用 ： 电 饭 煲 、 _、_、_、消毒碗

2、柜等与温度相关的家用电器2 红 外 线 控 制 器 的 应 用 ： _、_、生命探测仪、_以及防盗、防火报警器等3光敏传感器的应用：_.4压力传感器的应用：_.电冰箱电冰箱微波炉微波炉空调机空调机自动门自动门家电遥控器家电遥控器非接触红外测温仪非接触红外测温仪照相机照相机电子秤电子秤二、农业生产中的传感器 传感器广泛应用于耕种、栽培、收割、运输、排灌等过程的自动控制，例如：1无人管理的自动灌溉系统，用到了_传感器2自动化温室种植用到了_传感器3现代粮库采用了_传感器和_传感器温度温度温度温度温度温度温度温度三、工业生产中的传感器 1机器人、_、_，各种自动生产线或者系统中，用到了各种传感器2生产的安全设施中，用传感器监控关键部位，随时发现_3自动控制系统中的检测环节，用传感器对被控对象进行_自动化小车自动化小车自动机床自动机床安全隐患安全隐患精确检测精确检测四、飞向太空的传感器1航空中，飞机能利用传感器给出所在高度与_的差值2运载火箭、载人飞船中，应用了大量的传感器供遥测和_系统使用载人飞船中还使用了一类测量航天员各种生理状况的_传感器给定高度给定高度遥控遥控生理生理为什么人们说传感器

3、就像人的眼睛、耳朵？【答案】从感知外界信息角度理解，人的眼睛、耳朵不断为我们收集外界信息，并通过神经系统将信号传送到大脑，而传感器的敏感元件，也感受外界的相关变化，并将其转化为电信号，传送给下一级装置分析、执行. 1传感器应用过程分析传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集(2)信息加工、放大、传输(3)利用所获得的信息执行某种操作课堂优化整合2分析传感器问题要注意的三点(1)传感器感受的是哪种物理量传感器感受到的物理量主要有：力、热、磁、光等(2)敏感元件有何特性，敏感元件怎样将所感受到的物理量转换为电学量敏感元件各不相同，但都是对某种物理量敏感，并直接或通过电路将所感受到的信息转换为电学量，在分析中既要注意元件的敏感特性，又要注意电路特点，要明确转换前后非电学量与电学量间的定量关系(3)执行机构怎样根据传感器所提供的电学信息进行工作传感器的应用，不仅包含非电学量向电学量的转化过程，还包含根据所获信息控制执行机构进行工作的过程以力传感器为例：传感器感受力的信息(如大小、方向是否变化等)后转化为电压、电流、电阻等电学量，然后经过放大，传输到执行机构进行某种操作(如借助继电器控制电路

4、通断，借助仪表进行显示等)以光传感器为例：光传感器感受光的信息(如光的强弱、颜色等)通过敏感元件(如光敏电阻、光电池等)将光的信息转化为电阻、电流等电学量，然后经过放大，传输到执行机构后执行某种操作压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是()例例 1甲乙甲乙A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析：由压敏电阻的特点知，t1t2时间内电流I均匀增大，所以压敏电阻所受的压力增大，故小车做加速度增大的变加速运动t2t3时间内，电流不变，说明小车做匀加速直线运动，故D正确答案：D1(2016青浦一模)酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的

5、电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r的倒数与酒精气体的浓度c成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是()AU越大，表示c越小，c与U成反比BU越大，表示c越小，但c与U不成反比CU越大，表示c越大，c与U成正比DU越大，表示c越大，但c与U不成正比【答案】D1力传感器的应用电子秤(1)力传感器的组成：由金属梁和应变片组成(2)作用：将物体的形变这个力学量转换为电压这个电学量，方便测量、处理和控制2温度传感器的应用(1)电熨斗：由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻均可制成温度传感器，它可以把温度信号转换为电信号进行自动控制(2)电饭锅：它的主要元件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，能被磁体吸引，但是温度上升到约103 时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了3光传感器的应用火灾报警器如图所示为利用烟雾对光的散射来工作的一种火灾报警器，其工作原理是：带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板平时，光电三

6、极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()例例 2甲乙甲乙A0t1时间内，升降机一定匀速运动B0t1时间内，升降机可能减速上升Ct1t2时间内，升降机可能匀速上升Dt1t2时间内，升降机可能匀加速上升解析：在0t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确；t1t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错答案：B2(多选)如图所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()A常温时上下触点是接触的B双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C原来温度控制在80 断开电源，现要求60 断开电

7、源，应使调温旋钮下移一些D由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些【答案】ABD【解析】常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，提高切断温度，则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错红外线传感器在科学技术和现代生活中有着广泛的应用，它是光传感器的一种，常见应用包括光计数、光计时、光测量、光控制等1红外线传感器的工作原理任何物质，只要它具有一定的温度(高于绝对零度)都能辐射红外线；且温度不同的物体辐射出的红外线波长不同，探测器的敏感元件接收到物体发出的红外线，并将其转化成电压信号输出，便可驱动各种控制电路工作2红外线传感器的构成3红外线传感器的应用红外线传感器常用于无接触温度测量、生命探测、火情监控等，在气象预报、卫星遥感、医学、军事等领域都有广泛应用4自动门上的红外传感器人体辐射的红外线波长为910 m，传感器探测元件的波长灵敏度在0.220 m范围内几乎稳定不变，在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为710 m，正好适合于人体红外辐射的探测，而

8、对其他物体发出的红外线全部吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器【特别提醒】(1)红外线也是光线，只不过用肉眼看不到(2)不同物质发出的红外线不同物体所发出的红外线的波长与温度有关(3)对红外线敏感的元件对其他光线不敏感，因此用这种元件的装置可不受其他光线的影响如图所示为一实验小车中利用红外线脉冲测量车速和行程的装置示意图，A为红外线脉冲源，B为红外线脉冲接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮车轮转动时，A发出的红外线脉冲通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示例例 3若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是_；小车速度的表达式为v_； 行 程 的 表 达 式 为 s_.3大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，有声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应在控制电路中应接入的传感器和传感器送来的信号应通过的门电路分别是()A光传感器和红外线传感器，与门电路B光传感器和红外线传感器，或门电路C光传感器和声传感器，与门电路D光传感器和超声波传感器，或门电路【答案】C

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