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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,传感器及其工作原理,第六章 传感器,2009,级物理组,一、教学目标,1.,知识与技能：,（,1,）知道什么是传感器。,（,2,）了解干簧管、光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、霍尔元件的特性及其工作原理。,2.,过程方法：,（,1,）通过实验展示获得感性认识。,（,2,）运用实验探究的方法研究传感器的特征及原理,3.,情感态度与价值观：,通过实验激发学习的求知欲，通过对生活中所接触到的各种传感器的实例分析，感受到物理和生产、生活的密切联系，体会到物理学的重要性。,盒子里面有什么装置？,演示,二、传感器简介,阅读教材,2,、,3,段，并回答以下问题：,（,1,）什么是传感器？,（,2,）传感器的作用是什么？,(3),实验中的干簧管是怎样的传感器？,（,1,）传感器：,它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等,非电学量,，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等,电学量,，或转化为,电路,的通断。,（,2,）,传感器的作用：,是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。,(3),干簧管是一种能够感知磁场的传感器。,现代信息技术与自动控制中为什么要将非电学量转换成电学量？,答案：,电学量具有便于控制、便于处理,(,放大、衰减和波形整理等,),，便于显示和储存，也便于远距离传输等技术方面的优点尤其是将电学量与计算机技术结合，可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化，所以把非电学量转换成电学量进行信息收集,.,传感器：非电学量,传感器,电学量,转换电路,物理信息,化学信息,生物信息,电,信,号,敏感元件,传感器,传感器的工作原理,三、制作传感器的常用元器件,1,、光敏电阻,光敏电阻实物图,请同学们阅读,53,页教材，回答以下问题：（,1,）光敏电阻的电阻率与什么有关？（,2,）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？（,3,）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？,（,1,）光敏电阻的,电阻率与光照强度有关,。,（,2,）光敏电阻受到,光照时电阻会变小,。硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着,光照增强，载流子增多，导电性能变好。,半导体材料导电性,.,ppt,（,3,）光敏电阻能够将,光学量,转化为,电阻,这个电学量。,例,1,如图所示，,R,1,、,R,2,为定值电阻，,L,是小灯泡，,R,3,为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）,A,电压表的示数增大,B,R,2,中电流减小,C,小灯泡的功率增大,D,电路的路端电压增大,ABC,例,2.,如图,6,1,3,所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中,R,1,为光敏电阻，,R,2,为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是 （,）,A,当有光照射,R,1,时，信号处理系统获得高电压,B,当有光照射,R,1,时，信号处理系统获得低电压,C,信号处理系统每获得一次低电压就计数一次,D,信号处理系统每获得一次高电压就计数一次,AC,2,、金属热电阻和热敏电阻,阅读,54,页教材，回答以下问题：,（,1,）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否,相同？,（,2,）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？,（,3,）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？,氧化锰热敏电阻,金属热电阻,特点,电阻率随温度的升高而,电阻率随温度的升高而,优点,灵敏度好,化学稳定性好，测温范围大,制作材料,半导体,金属,作用,将,这个热学量转化为,这个电学量,降低,升高,温度,电阻,例,3,有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中,A,、,B,两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（）,A,B,A,.,置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻,B,.,置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻,C,.,用,黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻,D,.,用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同,，,这只元件一定是定值电阻,AC,例,4,：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中,R,2,为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，,a,、,b,之间接报警器。当传感器,R,2,所在处出现火情时，显示器的电流,I,、,报警器两端的电压,U,的变化情况是（,）,A,.,I,变大，,U,变大,B,.,I,变小，,U,变小,C.,I,变小，,U,变大,D,.,I,变大，,U,变小,R,1,R,3,R,2,A,a,b,E,r,B,教材,54,页“说一说”,电容式传感器能够把,位移,这个力学量转化为,电容,这个电学量。,电容式位移传感器示意图,被测物体,x,电容器极板,电介质板,3,、霍尔元件,（,1,）材料：半导体 如：砷化铟,（,2,）工作原理图,N,M,F,B,E,I,U,H,霍尔元件工作原理图,（,3,）霍尔电压,:,d,薄片厚度,K,霍尔系数,其大小与元件的材料有关。,霍尔元件能够把,_,这个磁学量转换为,_,这个电学量,磁感应强度,电压,霍尔电压的公式,.,ppt,(2010,北师大附中高二期中,),许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是,(,),温度传感器光传感器声音传感器热传感器,A,B,C,D,四、当堂练习：,B,1,、传感器的概念：,五、小结：,2,、传感器的工作原理：,3,、敏感元件：,（,1,）,光敏电阻 （光电传感器）,（,2,）,热敏电阻和热电阻（温度传感器）,（,3,）,电容式传感器（位移传感器）,（,4,）,霍尔元件（磁传感器）,非电学量,敏感元件,转换器件,转换电路,电学量,传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。,【,课后设计,】,火警报警器,设计要求：温度过高，发生警报,学生分组讨论：需要什么器材？,提出设计方案；,讨论并提出改进意见；,还可以用于生活中的哪些方面？,
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