第五章 1.认识传感器2.常见传感器的工作原理（课件 学案 练习）高中物理 教科版（2019）选择性必修第二册

(课件网) 1.认识传感器 2.常见传感器的工作原理 核心素 养目标 1.知道什么是传感器，并了解传感器的种类。 2.知道传感器的组成及应用模式，理解将非电学量转化 为电学量的物理意义。 3.理解常见传感器敏感元件的特性及应用 目 录 01. 基础知识·准落实 02. 核心要点·快突破 03. 教学效果·勤检测 04. 课时训练·提素能 基础知识·准落实 梳理归纳 自主学习 01 知识点一　认识传感器 1. 传感器：把被测的非电信息，按一定规律转换成与之对应的 的器件或装置。 2. 自动化（智能化）机器的工作流程 在自动化（智能化）机器中，传感器相当于人的眼、耳、鼻、舌或 手等感觉器官，从外界获取信息并提供给机器。 电信 号　 3. 传感器的结构 通常传感器由 元件和 元件组成，有时也将信号调 节转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分，如图所示。 敏感　 转换　 （1）敏感元件：包括力敏元件、光敏元件、热敏元件、磁敏元 件、气敏元件等，分别能直接感受诸如压力、光照、温 度、磁场、气体等非电信息，并转换这些信息为易于测量 的物理量。 几种常见的敏感元件 弹性 膜片 应变式压力传感器的弹性膜片就是敏感元件，它的作用是将 压力转变成膜片的 光敏 电阻 通常用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成，随着光照的 ，导电性变好。因此，光敏电阻能够把光照强弱这个光 学量转换成电阻这个电学量 形变　 增 强　 干簧管 干簧管是一种能够感知 的敏感元件，由封闭在玻璃 管内的两个软磁体簧片构成，两个簧片在磁场中被磁化为异 名磁极而相互吸引，所以串联在电路中的干簧管就成了一个 由磁场控制的开关 磁场　 （3）信号调节转换电路：由于转换元件输出的信号一般很弱，容 易混有干扰信号，因此需要有信号调节转换电路对其放大、 消除干扰，使转换元件输出的电信号转换成便于显示、记 录、处理和控制的电学量。 （2）转换元件：通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的 物理量转换成 。 电学量　 4. 传感器的种类 按感知外界信息及变换效应的不同，可分为以下三类。 物理传感器 利用了力、热、光、电磁和声等 效应 化学传感器 利用了 的原理检测物质的种类和浓度 生物传感器 是利用酶、抗体和激素等分子识别功能进行工作的 传感器 物理　 化学反应　 知识点二　常见传感器的工作原理 1. 温度传感器：是一种将 变化转换成电学量变化的装 置，使用的感温敏感元件主要有热敏电阻、热电阻、热双金属 片和热电偶等。 温度　 （1）热敏电阻温度传感器：热敏电阻由半导体材料制成，其电阻 值随温度的变化非常 ，如图（a）所示为某一热敏电 阻的电阻值随温度变化的特性曲线，这类热敏电阻的阻值随 温度升高而减小，称为负温度系数热敏电阻，用NTC表示； 另一类热敏电阻的阻值随温度升高而增大，称为正温度系数 热敏电阻，用PTC表示。 明显　 （2）热电阻温度传感器：用 制作的感温电阻称为热电 阻，如图（b）所示为某热电阻的温度特性曲线，它的电阻与 温度的关系是R＝R0（1＋θt），其中θ为温度系数，R0是t＝0 ℃时导体的电阻。热电阻线性好，适用于－50～＋150 ℃的 较低温度范围测量，还可以用来测量流体的流量。 金属丝　 （3）热双金属片温度传感器：将两种 相差较大的不 同金属片焊接或轧制成一体后，当温度升高时两边金属片膨 胀程度不同，双金属片就会发生形变，用来控制电路的通 断。双金属热保护器是一种保护电机的温度传感器。许多冰 箱压缩机就是用双金属热保护器工作的，如图（c）所示。 膨胀系数　 2. 光传感器：有些金属或半导体材料，在电路中受到 时，可 以产生电流或电压（光照越强，电阻越小），实现光信号向电信号 的转化。选用这种材料做敏感元件，便可制成光传 ... ...