高二物理选修32第六章：《传感器工作原理》学案

高二物理选修32第六章：《传感器工作原理》学案
【学习目的】
1、知道什么是传感器
2、了解传感器的常用元件的特征
【自主学习】
一、传感器：
传感器是指这样一类元件：它可以感受诸如力、温度、光、声、化学成分等＿＿＿＿＿量，并能把它们依照一定的规律转换为电压、电流等＿＿＿＿量，或转换为电路的通断。

把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地停止测量、传输、处置和控制了。

传感器普通由敏感元件和输入局部组成，经过敏感元件获取外界信息并转换＿＿＿＿信号，经过输入局部输入，然后经控制器剖析处置。

罕见的传感器有：＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。

二、罕见传感器元件：
1、光敏电阻：光敏电阻的资料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电功用不好；随着光
照的增强，载流子增多，导电功用变好，光敏电阻可以把＿＿＿＿＿这个光学量转换为电阻这个电学量。

它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。

２、金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的降低而＿＿＿＿，用金属丝可以制造＿＿＿＿传感器，称为＿＿＿＿＿。

它能用把＿＿＿＿这个热学量转换为＿＿＿＿这个电学量。

热敏电阻的电阻率那么可以随温度的降低而＿＿＿＿或＿＿＿＿。

与热敏电阻相比，金属热电阻的＿＿＿＿＿好，测温范围＿＿＿，但＿＿＿＿较差。

３、电容式位移传感器可以把物体的＿＿＿＿这个力学量转换为＿＿＿这个电学量。

４、霍尔元件可以把＿＿＿＿＿＿这个磁学量转换为电压这个电学量
【典型例题】
【例1】如下图，将万用表的选择开关置于〝欧姆〞挡，再将电表的两支表
笔与一热敏电阻R t的两端相连，这时表针恰恰指在刻度盘的正中间。

假定往
R t上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿〔填〝左〞或〝右〞〕移动；假定用吹
风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿〔填〝左〞或〝右〞〕移动。

【例2】传感器是一种采集信息的重要器件。

如下图是一种测定压力的电容式
传感器。

当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片发生形变，惹起电容
的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么〔〕
A.当F向上压膜片电极时，电容将减小
B.当F向上压膜片电极时，电容将增大
C.假定电流计有示数，那么压力F发作变化
D.假定电流计有示数，那么压力F不发作变化
【例3】如下图，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自在电子数为n，试问金属块上、下外表哪面电势高？电势差是多少？〔此题描画的是著名的霍尔效应现象〕
【针对训练】
1．复杂的说，光敏电阻就是一个复杂的＿＿＿＿＿传感器，热敏电阻就是一个复杂的＿＿＿＿＿传感器。

2．为处置楼道的照明，在楼道内装置一个传感器与电灯控制电路的相接。

当楼道内有走动而收回声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为＿＿＿＿传感器，它输入的是＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输入的是＿＿＿＿信号。

3．关于干簧管，以下说法正确的选项是( )
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管是依据热胀冷缩的原理制成的
C．干簧管接入电路中相当于开关的作用
D．干簧管是作为电控元件以完成自动控制的
4．应用半导体资料可以制成( )
A．规范电阻B．热敏电阻C．光敏电阻D．温度报警器
5．街旁的路灯，江海里的航标都要求在夜晚亮，白昼熄，应用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，完成了自动控制，这是应用半导体的( )
A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都应用
6．如下图，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构成电容品的两极，把这两极接入外电路中的电流变化说明电容值增大时，那么导电液体的深度h变化为〔〕
A、h增大
B、h减小
C、h不变
D、无法确定
7．如下图，R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时〔〕
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
8．如下图，为一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片与定片之
间的角度 发作变化时，试剖析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的。

9．关于光敏电阻，以下说法正确的选项是〔〕
A.光敏电阻可以把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B.硫化镉是一种半导体资料，无光照射时，载流子极少，导电功用不好
C.硫化镉是一种半导体资料，无光照射时，载流子较少，导电功用良好
D.半导体资料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电功用变好
10．如图是观察电阻随温度变化状况的表示图．如今把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化状况正确的选项是( )
A．假设R为金属热电阻，读数变大，且变化十分清楚
B．假设R为金属热电阻，读数变小，且变化不清楚
C．假设R为热敏电阻(用半导体资料制造)，读数变化十分清楚
D．假设R为热敏电阻(用半导体资料制造)，读数变化不清楚
11．金属铂的电阻值对温度上下十分敏感，图6－1－15中能够表示金属铂电阻的U－I图线是( ) 12．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件区分接入如下图电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或许把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，以下说法中正确的选项是( ) 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．用黑纸包住元件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．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相反，这只元件一定是定值电阻13．如下图，R t为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( ) A．环境温度变高B．环境温度变低
C．环境温度不变D．都有能够
14．霍尔元件能转换哪两个量〔〕
A、把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B、把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C、把力转换为电压这个电学量
D、把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
15．如下图是测定位移的电容式传感器，其任务原理是哪个量的变化，形成其电容的变化〔〕Ａ、电介质进入极板的长度
Ｂ、两极板间距
Ｃ、两极板正对面积
Ｄ、极板所带电量
16．如下图是电容式话筒的表示图，它是应用电容制造的传感器，话筒的振动膜前面有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发作变化，使声响信号被话筒转化为电信号，其中招致电容变化的缘由是电容器两板间的( )
A．距离变化
B．正对面积变化
C．介质变化
D．电压变化
17．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好, 其任务原理如下图, Q
是绝缘支架,M是薄金属膜和固定电极N构成一个电容器,被直流
电源充电,当声波使膜片振动时,电容发作变化,电路中构成变化
的电流,当膜片向右运动的进程中有〔〕
A电容变大 B电容变小
C导线AB中有向左的电流 D导线AB中有向右的电流
18．如下图为一测定液面上下的传感器表示图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相反．假设发现指针正向右偏转，那么导电液体深度h的变化为( )
A．正在增大B．正在减小
C．不变D．无法确定
19．如下图，由电源、小灯泡、金属电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，假定用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发作这一现象的主要缘由是( ) A．小灯泡的电阻发作了变化
B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发作了变化
C．电阻丝的电阻率随温度发作了变化
D．电源的电压随温度发作了变化
20．如下图，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时( )
A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大
C．小灯泡的亮度增强D．小灯泡的亮度削弱
21．如下图为光敏电阻自动计数器的表示图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的基本任务原理是( )
A．当有光照射R1时，信号处置系统取得高电压
B．当有光照射R1时，信号处置系统取得低电压
C．信号处置系统每取得一次低电压就计数一次
D．信号处置系统每取得一次高电压就计数一次
【学后反思】__________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________。

答案
例1：
例2：
例3：
1．2．3．4．BCD 5．B 6．7．8．9．10．C 11．B 12．AC 13．B 14．15．16．A 17．18．B 19．C 20．C 21．AC。