人教版-信息技术-六年级下册-《传感器的简单使用》学案

学案50 传感器的简单使用

一、概念规律题组

1．关于传感器的下列说法正确的是()

A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的

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．以上说法都不正确

2．下列说法中正确的是()

A．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转换为声信号

B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断

C．电子秤所使用的测力装置是力传感器

D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大

3．在如图1所示的电路中，

图1

电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不远，下列说法正确的是()

A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大

B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小

C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变

D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变

4．如图2所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明()

图2

A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大

B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小

C．半导体材料温度升高时，导电性能变差

D．半导体材料温度升高时，导电性能变好

二、思想方法题组

5．(广东单科高考)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．

(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图3(a)的实物图上连线．

(a)(b)

图3

(2)实验的主要步骤：

①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；

②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关；

③重复第②步操作若干次，测得多组数据．

(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图(b)的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效数字)．

6．如图4所示，图甲为热敏电阻的R—t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问：

图4

(1)应该把恒温箱内的加热器接在__________(填“A.B端”或“C.D端”)．

(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为________ Ω.

一、传感器的工作原理

1．概念：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫传感器．

2．组成：一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个部分组成．

3．原理：通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量．例如，光电传感器利用光敏电阻将光信号转换成电信号；热电传感器利用热敏电阻将温度信号转换成电信号．

4．流程：

5．类别：最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换器)组成，它感受被测量时，直接输出电学量，如热电偶．有的传感器由敏感元件和转换器件组成，设有转换电路，如光电池、光电管等；有的传感器，转换电路不止一个，要经过若干次转换．

6．传感器的分类：目前对传感器尚无一个统一的分类方法，常用的分类方法有两个：

(1)按输入量分类，如输入量分别为温度、压力、位移、速度、加速度等非电学量时，相应的传感器称为温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器．

(2)按传感器的工作原理分类，可分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、电压传感器、霍尔传感器、光电传感器、光栅传感器等．

7．传感器的元件：制作传感器时经常使用的元件有光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、霍尔元件等．

例1如图5甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运

动而变化．若Q随时间t的变化关系为Q＝b

t＋a

(A.b为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是()

图5

A．①和③B．①和④

C．②和③D．②和④

如图6所示是电饭锅的结构，试回答下列问题：

图6

(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？

(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？

(3)饭熟后，水分被大米吸收．锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？

(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？

二、传感器的应用

1．力传感器的应用——电子秤

(1)作用：称量物体重量

(2)敏感元件：应变片．应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．

2．声传感器的应用——话筒

(1)话筒的作用：把声信号转换为电信号．

(2)话筒分类：①电容式话筒；②驻极体话筒；③动圈式话筒．

3．温度传感器：(1)敏感元件：热敏电阻和金属热电阻；(2)应用：电熨斗、电饭锅、测温仪、温度报警器．

4．光传感器：(1)敏感元件：光敏电阻、光电管、光电二极管、光电三极管等；(2)应用：鼠标、火灾报警器、光控开关．

【例2】(2010·全国理综Ⅱ·23)

图7

如图7，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧