高中2 常见传感器的工作原理及应用多媒体教学课件ppt

这是一份高中2 常见传感器的工作原理及应用多媒体教学课件ppt，共21页。

1.传感器(1)定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号(通常是电压、电流等电学量)输出，或转换为电路的通断的器件或装置.(2)功能：把非电学量转化为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制.
2.传感器的种类、组成与应用模式(1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器.(2)组成：传感器主要由敏感元件、转换元件组成.(3)应用模式：
干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时：
(1)会发生什么现象，为什么？
答案　灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通.
(2)干簧管的作用是什么？
答案　干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器.
1.关于传感器，下列说法正确的是A.所有传感器都是由半导体材料制成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.水银温度计是一种传感器
传感器材料分为半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，A错误，B正确；传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，D错误.
2.许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯白天不亮，到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下列有关该传感器的说法正确的是A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强C.该传感器能够测量的物理量是光强和声音D.该传感器能够测量的物理量是压力和位移
楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮与光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，C正确.
1.光敏电阻(1)特点：在被光照射时电阻发生变化.(2)原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好.(3)作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.
2.金属热电阻和热敏电阻(1)金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图所示为某金属导线电阻的温度特性曲线.(2)热敏电阻热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线.
(3)作用：金属热电阻和热敏电阻把温度这个热学量转换为电阻这个电学量.
3.电阻应变片(1)特点：阻值随着所受机械形变的变化而变化.(2)原因：电阻与导体的材料、长度和横截面积有关.当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力时，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小.(3)作用：把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量.
如图是电容式话筒的原理图，话筒的振动膜片上涂有薄薄的金属层，膜后相距几十微米有一个金属片，他们构成电容器的两个极板.电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离关系来工作，试分析它的工作原理.
答案　电容式话筒利用振膜接收空气振动信号，振膜与固定的电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容的变化.在电容两端施加恒定的电压，通过电容的电流就会变化.将这个电流信号进行转换，即可输出音频信号.
3.(2021·泰州市高二期末)节能路灯通过光控开关实现自动控制，简化电路如图所示，RL为光敏电阻，其阻值随光照强度增加而减小，a、b端接控制路灯电源的开关，现天色变暗，下列判断正确的是A.R0两端的电压变小B.指示灯L变暗C.a、b两点间电压Uab变小D.光敏电阻RL中的电流变大
天色变暗，光敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则a、b两点间电压Uab变大，所以C错误；
Uab变大，则通过R的电流变大，R支路与R0所在支路并联，所以通过R0的电流变小，则R0两端的电压变小，所以A正确；R0两端的电压变小，则RL与L并联电路的电压变大，通过L的电流变大，即L变亮，所以B错误；IRL＋IL＝IR0，IR0变小，IL变大，则IRL变小，所以D错误.
4.(多选)如图为电阻R随温度T变化的图线.下列说法中正确的是A.图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B.图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C.图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D.图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
金属热电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度升高而减小；图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大，但灵敏度低，图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小，但灵敏度高，故B、D正确.
5.(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制.如图所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高，电阻越小)，C为电容器.当环境温度降低时A.电容器C的带电荷量增大B.理想电压表的示数增大C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大
由P1＝I2R1可知，R1消耗的功率P1变小，故D错误；
6.(2022·重庆巴蜀中学高二检测)已知压敏电阻的阻值随其所受压力的增大而减小，如图甲所示为用压敏电阻设计的判断电梯运动的装置，探究电梯的运动状态(已知电梯加速度小于重力加速度).其工作原理如图所示，质量为m的物体置于压敏电阻(图中斜线阴影部分)上，当电梯静止的时候，电流表的读数为I0，电梯运动过程中电流表读数和时间的关系如图乙所示，下列判断正确的是A.t1～t2过程中电梯向上做匀加速直线运动B.t1～t2过程中电梯向下运动，处于失重状态C.t3～t4过程中电梯处于静止状态D.t3～t4过程中电梯可能向上做匀加速直线运动， 处于超重状态
t1～t2过程中，电流由I0逐渐增大，说明此时电路电阻与静止时相比逐渐减小，即此时压敏电阻所受压力逐渐增大，则物体所受支持力与静止时相比逐渐增大，说明物体受到的合外力向上，且逐渐增大，则物
体处于超重状态，做加速度增大的直线运动，故A、B错误；t3～t4过程中，电流恒定，但大于I0，说明此时压敏电阻所受压力大于物体的重力且不变，说明物体受到向上的合外力且不变，处于超重状态，则电梯向上做匀加速直线运动或向下做匀减速直线运动，故C错误，D正确.