高二物理 传感器的应用课件

阻阻值增大，电路中的电流减小，使电磁铁的磁性减弱，从而 放开衔铁，使电路自动断开。 答案：增大 减小 减弱
【变式训练】如图所示，电源两端的电压
恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发 光二极管(电流越大，发光越强)，R与D距 离较近且不变，下列说法正确的是( A.当滑片向左移动时，L消耗的功率增大 B.当滑片向左移动时，L消耗的功率减小 C.当滑片向右移动时，L消耗的功率可能不变 )
从而放开衔铁，造成电动机断路，使工件停转以保证安
全。
【解题探究】(1)射向光敏电阻的光被挡住时，光敏电阻上光
变大 。 照减少，则阻值_____ (2)电磁铁线圈中的电流大小与电磁铁的磁性大小有何关系？ 提示：电磁铁线圈中的电流越大，磁性越强；电磁铁线圈中的 电流越小，磁性越弱。
【标准解答】当手在C、D间靠近工件时，遮挡住光线，光敏电
执行某种操作。
【特别提醒】(1)传感器中的敏感元件用于接收非电学量，并
将其转换为电学量。 (2)传感器一般用于有害于人体或人们不能轻易到达的环境。
【典例1】(2013·宜春高二检测)车
床在工作时是不允许将手随便接近
飞转的工件的，为了防止万一，设计
了下面的光电自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件， 机器就自动停转。图中的A为车床上的电动机；B为随电动机高 速转动的工件；C为光源，它发出的光照在光敏电阻D上；E为 电磁铁；F为衔铁；G为电源；H为弹簧。请简述其工作原理： 当手在C、D间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电 阻的阻值 ，电路中的电流 ，使电磁铁磁性
性。( )
(3)光电三极管在受到光照时呈高电阻状态。(
提示：(1)×。力传感器中应变片是敏感元件。
)
(2)√。感温铁氧体的温度上升到“居里温度”时，就会失去 铁磁性。 (3)×。光电三极管在受到光照时呈低电阻状态。
2.问题思考：
(1)图中是一款鼠标及其内部的电路，传感器在实际工作过程 中为什么需要放大电路？
一、传感器工作的一般模式 执行机构
显示器
二、传感器的应用实例
1.力传感器的应用——电子秤：
应变片 组成，敏感元件是 (1)组成及敏感元件：由金属梁和_______
应变片 。 _______
(2)工作原理：
形变 这个力学量转换为电压这个电学 (3)作用：应变片将物体_____ 量。
2.温度传感器的应用实例：
(1)信息采集。
(2)信息加工、放大、传输。
(3)利用所获得的信息执行某种操作。
2.分析传感器问题要注意四点：
(1)检测量分析：要明确传感器所检测的量，如力、热、光、 磁、声等。 (2)敏感元件分析：明确传感器的敏感元件，分析它的输入信 号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。 (3)电路结构分析：认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉 常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信
方便测量、处理和控制。
2.温度传感器的应用：
(1)电熨斗：由半导体材料制成的热敏电阻和金属热电阻均可 制成温度传感器，它可以把温度信号转换为电信号进行自动控 制。 (2)电饭锅：它的主要元件感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和 氧化铁粉末混合烧结而成的。它的特点是：常温下具有铁磁性， 能被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，
传感器的应用
电学量 ，从而 1.传感器原理：传感器可以把非电学量转换为_______ 可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。 2.光敏电阻：被光照射时电阻发生变化，随着光照的增强，导 变好 。 电性_____ 电阻 3.热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量转换为_____
这个电学量。
电压 这个电 4.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为_____ 学量。
D.无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变
【解析】选A。电源电压恒定，也就是说，并联电路两端电压 恒定，当滑片向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的 电阻值变小，所以电流变大，则L的功率变大。故A正确，B、C、
D错误。
二
传感器的应用实例
1.力传感器的应用——电子秤： (1)力传感器的组成：由金属梁和应变片组成。 (2)作用：将物体的形变这个力学量转换为电压这个电学量，
应用 实例 电熨 斗 敏感 元件
工作原理
温度变化时，因双金属片上层金属与下层 双金 膨胀系数 不同，双金属片发生弯曲 金属的_________ 属片 从而控制电路的通断
应用

敏感
实例
元件
工作原理 (1)居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁 103℃ 时，失去铁磁性， 性，温度上升到约______
电饭 锅
不能被磁体吸引了。
3.光传感器的应用——火灾报警器：如图所示为利用烟雾对光
的散射来工作的一种火灾报警器，其工作原理是：带孔的罩子
号间的规律。
(4)执行机构分析：传感器的应用，不仅包含非电学量如何向 电学量转换的过程，还包含根据所获得的信息控制执行机构进 行工作的过程。
①以力传感器为例：传感器感受力的信息(如大小、方向是否
变化等)后转换为电压、电流、电阻等电学量，然后经过放大， 传输到执行机构进行某种操作(如借助继电器控制电路通断， 借助仪表进行显示等)。 ②以光传感器为例：光传感器感受光的信息(如光的强弱、颜 色等)，通过敏感元件(如光敏电阻、光电池等)将光的信息转 换为电阻、电流等电学量，然后经过放大，传输到执行机构后
感温
这一温度称为该材料的“居里温度”或 “居里点” (2)自动断电原理：当锅内加热温度达到
铁氧
体
103℃ 时，铁氧体失去磁性，与永久磁铁 ______ 失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动杠杆
使触点开关断开
【思考辨析】 1.判断正误： (1)力传感器中金属梁是敏感元件。( )
(2)感温铁氧体的温度上升到“居里温度”时，就会失去铁磁
提示：因为传感器将非电学量转换为电学量的信号往往很弱，
所以一般要通过放大电路进行放大。
(2)电饭锅应用了什么传感器？它的主要元件是什么？ 提示：电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体。
一
传感器的应用分析
1.传感器的应用步骤：传感器是将所检测到的量(如力、热、 光、磁等)转换为便于测量的电学量的器件。我们可以把传感 器的应用过程分为三个步骤：