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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.,光敏电阻的特点及工作原理光敏电阻是用材料(如硫化镉)制成的.它的特点是光照越强，电阻越.它能够把这个光学量转换为这个电学量.,知识梳理,半导体,小,答案,光照强弱,电阻,如图6所示是会议室和宾馆刻意的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态.发生火灾时，下列说法正确的是(),解析答案,即学即用,图6,A.进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B.光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C.进入罩内的烟雾对光的散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D.以上说法均不正确,返回,解析由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对.答案C,返回,例1如图7是一种测定油箱油量多少或变化多少的装置.其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端.在装置中使用了一只电压表(图中没有画出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况.,一、对传感器的认识,典例精析,图7,(1)你认为电压表应该接在图中的_两点之间，按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压表的示数将_(选填“增大”或“减小”).,解析答案,解析由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会移动，从而引起R两端电压的变化.当油量减少时，R的数值会增大，电路中的电流会减小，c、d间的电压会减小.当把电压表接在c、d两点间，电压表的示数减小时，表示油量在减少.,c、d,减小,(2)将电压表分别接在b、c之间与c、d之间，当油量变化时，电压表的示数变化有何不同？,解析答案,解析把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小；油量减少时，R增大，电压表的示数增大.把电压表接在c、d之间，油量增加时，R减小，电路中电流增大，则R两端的电压增大，电压表的示数增大，同理，油量减少时，电压表的示数减小.答案见解析,归纳总结,归纳总结,1.传感器的原理：,2.在分析传感器时要明确：(1)核心元件是什么；(2)是怎样将非电学量转化为电学量；(3)是如何显示或控制开关的.,例2如图8所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是(),二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用,图8,A.小灯泡的电阻发生了变化B.小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C.电阻丝的电阻率随温度发生了变化D.电源的电压随温度发生了变化,解析电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻也增大，电路中电流减小，根据PI2R知，小灯泡的实际功率减小，所以变暗.,C,解析答案,例3如图9所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时(),解析当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，从而电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误.因路端电压减小，而R1两端电压增大，故R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确.结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确.,ABC,解析答案,图9,A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大,返回,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,达标检测,1,2,3,解析答案,解析大多数传感器是由半导体材料制成的，某些金属也可以制成传感器，如金属热电阻，故A错，B对；传感器将非电学量转换为电学量，因此传感器感知的应该是“非电信号”，故C错；水银温度计能感受热学量，但不能把热学量转化为电学量，因此不是传感器，故D错.答案B,1,2,3,答案,2.街道的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的()A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用,1,2,3,B,3.(多选)如图10所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，RT为负温度系数热敏电阻，RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是(),1,2,3,图10,AC,答案,A.温度不变，光照增强B.温度升高，光照不变C.温度降低，光照增强D.温度升高，光照减弱,返回,
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