高中人教物理選擇性必修二第五章 傳感器章末復習（課件）同步備課

1、人教版 必修第二冊章末復習第五章 傳感器傳感器的種類及工作原理010203傳感器的應用 考點簡介一、傳感器的種類及工作原理1.傳感器感受的通常是非電學量,如力、熱、磁、光、聲等,而它輸出的通常是電學量,這些輸出信號是非常微弱的,通常要經(jīng)過放大后,再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作。傳感器的應用模式一、傳感器的種類及工作原理 2.根據(jù)被測量的不同，可分為聲、光、壓力、位移、加速度、溫度等傳感器；根據(jù)具體工作原理的不同，可分為電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式等傳感器。光電式傳感器磁電式傳感器一、傳感器的種類及工作原理3.常見敏感元件及特性(1)光敏電阻:光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)

2、生變化,光照增強電阻減小,光照減弱電阻增大。(2)熱敏電阻和金屬熱電阻:金屬熱電阻的電阻率隨溫度升高而增大,熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。光電計數(shù)器溫度計一、傳感器的種類及工作原理(3)電容器:平行板電容器的電容與極板面積、極板間距及電介質材料有關,電容器可以感知引起電容變化的任一外界信息并將其轉化為電容變化。例如,當極板受力時會改變極板間距,從而引起電容變化。(4)霍爾元件:能把磁感應強度這一磁學量轉換成電壓這一電學量的元件。光電計數(shù)器光電計數(shù)器一、傳感器的種類及工作原理例1、如圖所示,一火警報警器的部分電路示意圖。其中R2為用半導體負溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器,電流表為值班室的顯示器,

3、a、b之間接報警器。當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是()A.I變大,U變大B.I變大,U變小C.I變小,U變大D.I變小,U變小D一、傳感器的種類及工作原理【答案】:D【解析】:R2所在處出現(xiàn)火情時,溫度升高,則R2的阻值減小。R2R總I干U1U3I,故顯示器的電流I變小,由U=E-I干r,I干變大,知U變小,故選項D正確。一、傳感器的種類及工作原理例2、如圖所示,某居民小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置,R1為光敏電阻,R2為定值電阻,A、B接監(jiān)控裝置。則()A.當有人通過而遮蔽光線時,A、B之間電壓升高B.當有人通過而遮蔽光線時,A、B之間電

4、壓降低C.當僅增大R2的阻值時,可增大A、B之間的電壓D.當僅減小R2的阻值時,可增大A、B之間的電壓BC【答案】:BC【解析】:R1是光敏電阻,有光照射時,阻值變小,當有人通過而遮蔽光線時,R1的阻值變大,回路中的電流I減小,A、B間的電壓U=IR2減小,故A錯誤,B正確;由閉合電路歐姆定律得:U=E-I(R1+r),當僅增大R2的阻值時,電路中的電流減小,A、B間的電壓U增大,故C正確;當僅減小R2的阻值時,電路中的電流增大,A、B間的電壓U減小,故D錯誤。故應選BC。一、傳感器的種類及工作原理二、傳感器的應用1.傳感器的應用過程包括三個環(huán)節(jié):感、傳、用。(1)“感”是指傳感器的敏感元件感

5、應信息,并轉化為電學量。(2)“傳”是指通過電路等將傳感器敏感元件獲取并轉化的電學信息傳給執(zhí)行機構。(3)“用”是指執(zhí)行機構利用傳感器傳來的信息進行某種顯示或某種動作。2.處理與傳感器有關的電路設計問題時,可將整個電路分解為:(1)傳感器所在的信息采集部分;(2)轉化傳輸部分(這部分電路往往與直流電路的動態(tài)分析有關);(3)執(zhí)行電路。二、傳感器的應用例3、如圖所示,某小型電磁繼電器,其中L為含鐵芯的線圈。P為可繞O點轉動的鐵片,K為彈簧,S為一對觸頭,A、B、C、D為四個接線柱。電磁繼電器與傳感器配合,可完成自動控制的要求,其工作方式是()A.A與B接信號電壓,C與D跟被控電路串聯(lián)B.A與B接

6、信號電壓,C與D跟被控電路并聯(lián)C.C與D接信號電壓,A與B跟被控電路串聯(lián)D.C與D接信號電壓,A與B跟被控電路并聯(lián)A 二、傳感器的應用【答案】:A【解析】:A、B接電磁繼電器的線圈,所以A、B應接信號電壓,線圈電流隨信號電壓變化使電磁繼電器相吸或釋放,從而使C、D接通或斷開,進而起到控制作用,故正確選項為A。二、傳感器的應用例4、現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 時,系統(tǒng)報警。提供的器材有:熱敏電阻、報警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時就會報警)、電阻箱(最大阻值為999.9 )、直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計)、滑動變阻器R1(最大阻值為1 000

7、 )、滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 )、單刀雙擲開關一個、導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調節(jié)。已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過報警器的電流超過20 mA時,報警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在60 時阻值為650.0 。二、傳感器的應用(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變,將開關向另一端閉合,報警系統(tǒng)即可正常使用。二、傳感器的應用(1)完成待調節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應選用滑動變阻器(選填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調節(jié)此報警系統(tǒng):電路接通前,需將電阻箱調到一固定的阻值,根據(jù)實驗要求,這一阻值為 ;滑動變阻器的滑片應置于(選填“a”

8、或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是。將開關向(選填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動滑動變阻器的滑片,直至。二、傳感器的應用【答案】:(1)連線如圖所示。(2)R2(3)650b接通電源后,流過報警器的電流會超過20 mA,報警器可能損壞c報警器開始報警二、傳感器的應用【解析】:(1)先用電阻箱替代熱敏電阻,連接成閉合回路進行調試。電路圖連接如答案所示。(2)當電路中電流Ic=10 mA時,根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ic= ,解得R總=1 800 ,此時熱敏電阻的阻值為650 ,則滑動變阻器的阻值為1 150 ,所以滑動變阻器選R2。(3)當熱敏電阻阻值小于650 時,報警器就會報警,用電阻箱替代熱敏電阻進行調