【精选课件】教科版高中物理选修3-2第3章第2讲《温度传感器和光传感器》课件.ppt
合集下载
高二物理选修3-2传感器及其应用(课件)
A
B R0
E
力传感器的应用——电子秤
U1
U2
金属梁
例*：某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该 转换器的输出电压正比于受压面受到的压力（比例系数为k）如图 所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为 0；而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的 输出电压U。 现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻 器、干电池一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器 的受压面上）。请完成对该物体的测量m。 （1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电 压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。 （2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量 m。 （3）请设想实验中可能会出现的一个问题。
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.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元 件一定是定值电阻
一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH 的变化就 与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。
解： 原来
m F=10N
（ 1）
F
（ 2）
F
a3
mg F1 =6N
a
mg F2
a2
mg 上顶板示数为零，则弹 簧变短F≥10N F3=0 F – mg = ma3 a3 ≥ 10m/s2 向上加速或向下减速， 加速度a≥ 10m/s2。
向上做匀减速运 动a向下a=2m/s2
高中物理第三章传感器2温度传感器和光传感器课件教科版选修3
(2)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。
【特别提醒】 (1)热敏电阻随温度的升高,电阻有可能减小,也有可能 增大。 (2)并非所有半导体材料都可以当成光敏电阻或热敏电 阻使用。
【过关训练】 1.如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行 人监控装置,R1为光敏电阻、R2为定值电阻,A、B接监 控装置。则 ( )
【素养解读】
核心 素养 素养 角度
素养任务
科学 问题 利用图像探究热敏电阻与温度的关 探究 解释 系
科学 科学 根据闭合电路欧姆定律分析求出温 思维 推理 度的数值
【核心归纳】 1.探究热敏电阻: (1)实验器材:热敏电阻、多用电表、 铁架台、烧杯、冷水、热水、导线等。 (2)实验步骤: ①按图连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。
答案:见正确解答
【核心归纳】 1.探究光敏电阻的特性: (1)实验器材:电压直流电源、滑动变阻器、小灯泡、 多用电表、光敏电阻、导线、黑纸。
(2)实验步骤: ①将光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器按如 图所示电路连接好,并将多用电表置于“×100”挡。
②先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记 录数据。 ③打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐 渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。 ④用黑纸遮光,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并 记录。
二、光传感器 1.作用:光传感器是转换_光__信__号__的传感器。 2.原理:有些金属或半导体材料,在电路中受到光照时, 产生_电__流__或_电__压__,实现光信号向电信号的转化。 3.应用:_自__动__门__、光电式烟尘浓度计、光电式转速 表。
高二物理选修3-2传感器及其应用(课件
等领域。
03 传感器的应用
工业自动化控制
01
02
03
生产线上物体检测
通过传感器对生产线上的 物体进行检测，实现自动 化控制和调节。
温度、压力监控
传感器可以实时监测工业 生产过程中的温度、压力 等参数，确保生产安全和 稳定。
流量、液位测量
传感器用于测量流体流量 、液位高度等参数
总结词
通过电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。
详细描述
电容式传感器利用电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。其工作原理是将待测物理量通 过外部作用转换成电容量变化，再通过电路将电信号输出。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快 、耐高温等特点，广泛应用于压力、位移、振动等领域的测量和控制系统。
无线化
无线传感器网络的发展使得传感器能够摆脱线缆的束缚，更加灵活地部署在各种 环境中，方便了数据的获取和传输。同时，无线传感器网络在环境监测、智能家 居等领域的应用前景广阔。
05 实验与探究
实验一：传感器的特性研究
总结词
了解传感器的特性是研究传感器的基 础，通过实验一，学生可以深入了解 传感器的电阻、电容、电感等基本特 性。
实验三：压力传感器的应用
总结词
压力传感器在工业生产和日常生活中有广泛应用，通过实验三，学生将学习如何使用压 力传感器测量压力，并了解其在气瓶压力监测等领域的应用。
详细描述
实验三将介绍不同类型的压力传感器，如应变片、压电陶瓷等，并指导学生使用这些传 感器测量气瓶压力，同时了解压力传感器在汽车胎压监测系统等实际应用中的重要性。
高二物理选修3-2传 感器及其应用(课件
目录
CONTENTS
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验与探究
03 传感器的应用
工业自动化控制
01
02
03
生产线上物体检测
通过传感器对生产线上的 物体进行检测，实现自动 化控制和调节。
温度、压力监控
传感器可以实时监测工业 生产过程中的温度、压力 等参数，确保生产安全和 稳定。
流量、液位测量
传感器用于测量流体流量 、液位高度等参数
总结词
通过电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。
详细描述
电容式传感器利用电容量变化来检测物理量的变化，如压力、位移等。其工作原理是将待测物理量通 过外部作用转换成电容量变化，再通过电路将电信号输出。电容式传感器具有灵敏度高、响应速度快 、耐高温等特点，广泛应用于压力、位移、振动等领域的测量和控制系统。
无线化
无线传感器网络的发展使得传感器能够摆脱线缆的束缚，更加灵活地部署在各种 环境中，方便了数据的获取和传输。同时，无线传感器网络在环境监测、智能家 居等领域的应用前景广阔。
05 实验与探究
实验一：传感器的特性研究
总结词
了解传感器的特性是研究传感器的基 础，通过实验一，学生可以深入了解 传感器的电阻、电容、电感等基本特 性。
实验三：压力传感器的应用
总结词
压力传感器在工业生产和日常生活中有广泛应用，通过实验三，学生将学习如何使用压 力传感器测量压力，并了解其在气瓶压力监测等领域的应用。
详细描述
实验三将介绍不同类型的压力传感器，如应变片、压电陶瓷等，并指导学生使用这些传 感器测量气瓶压力，同时了解压力传感器在汽车胎压监测系统等实际应用中的重要性。
高二物理选修3-2传 感器及其应用(课件
目录
CONTENTS
• 传感器简介 • 常见传感器介绍 • 传感器的应用 • 传感器的发展趋势与未来展望 • 实验与探究
物理教科版选修32课件：第3章传感器 1 2
知识梳理
1.光电传感器是指将 光 信号转换为电信号的一类传感器，一般以光敏 电阻为主要元件，因为光敏电阻电阻值随光照增强而 减小 ，将光敏电 阻连接到电路中时，光照改变就会引起电路中其他电学量的改变，从而 将光信号转换为电信号. 2.应用：光电式 烟尘浓度 计、光电式转速表.
即学即用
判断下列说法的正误. (1)光敏电阻的阻值随光线的强弱变化，光照越强电阻越小.( √ ) (2)有光照在光敏电阻上，电阻上的自由电子会发生定向移动.( × ) (3)光敏电阻的阻值只会随人造光的强弱而变化，不能感知自然光的变 化.( × )
C.电容器C两板间的电场强度减小
D.R1消耗的功率增大 图7
例3 (多选)如图8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 答案 解析
√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
图8
D.电路的路端电压增大
技巧点拨
含有热敏电阻、光敏电阻电路的动态分析步骤： (1)明确热敏电阻(或光敏电阻)的阻值随温度(或光线强弱)是增大还是减小. (2)分析整个回路的电阻的增减，电流的增减. (3)分析部分电路的电压、电流如何变化.
见解析
图6
二、对光敏电阻、热敏电阻的认识及应用
例2 (多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电
路相关物理量的控制.如图7所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电 阻(温度越高电阻越小)，C为电容器.当环境温度降低时 答案 解析
√A.电容器C的带电荷量增大 √B.电压表的读数增大
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.
教科版高中物理选修3-2课件：3.2温度传感器和光传感器
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 ( AC )
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
2.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用
的是 ( A )
A.光传感器
B.温度传感器
C.红外传感器
D.超场波传感器
固定电极
膜片电极
待测压力F
2、传感器的工作原理： 非电学量 敏感元件 转换器件
转换电路 电学量
3、敏感元件： （1）光敏电阻（光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻（ 温度传感器） （3）电容式传感器（位移传感器） （4）霍尔元件（磁传感器）
1.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图所示电路中，
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
3.2 温度传感器和光 传感器
传感器定义
传感器是把非电学量(如位 移、速度、力、磁感应强度、 温度、光、声等)按一定的规 律转换为电学量(如电压、电 流、电阻、电容等)的元器件.
一、温度传感器
分类：
1）热双金属片温度传感器 2）热敏电阻传感器 3）金属热电阻传感器
1.热双金属片温度传感器
热双金属片温度传感器：是由两种膨胀系 数相差较大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 形变，可以用它控制电路的通断.
3、金属热电阻传感器
金属热电阻：金属的电阻率随温度升 高而增大，利用这一特性，金属丝也 可以制作成温度传感器，称为热电阻.
注：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热 学量转换为电阻这个电学量.金属热电阻的化学 稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差.
变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是 ( AC )
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
2.(对光传感器的认识)烟雾散射火灾报警器使用
的是 ( A )
A.光传感器
B.温度传感器
C.红外传感器
D.超场波传感器
固定电极
膜片电极
待测压力F
2、传感器的工作原理： 非电学量 敏感元件 转换器件
转换电路 电学量
3、敏感元件： （1）光敏电阻（光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻（ 温度传感器） （3）电容式传感器（位移传感器） （4）霍尔元件（磁传感器）
1.(对光敏电阻、热敏电阻的认识及电路分析)如图所示电路中，
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
3.2 温度传感器和光 传感器
传感器定义
传感器是把非电学量(如位 移、速度、力、磁感应强度、 温度、光、声等)按一定的规 律转换为电学量(如电压、电 流、电阻、电容等)的元器件.
一、温度传感器
分类：
1）热双金属片温度传感器 2）热敏电阻传感器 3）金属热电阻传感器
1.热双金属片温度传感器
热双金属片温度传感器：是由两种膨胀系 数相差较大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 形变，可以用它控制电路的通断.
3、金属热电阻传感器
金属热电阻：金属的电阻率随温度升 高而增大，利用这一特性，金属丝也 可以制作成温度传感器，称为热电阻.
注：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热 学量转换为电阻这个电学量.金属热电阻的化学 稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差.
高中物理教科版选修3-2课件：3-1、2 传感器 温度传感器和光传感器
答案：ACD
)
解析：宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家 用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控 开关采用了声电传感器，故选项D对。
要点2 温度传感器
1．分类 (1)热双金属片温度传感器。 (2)热电阻传感器。 (3)热敏电阻传感器。
减小 。 ①NTC型：电阻值随温度升高而_____
02ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题型分类指导
No.1 例1
对传感器的认识 下列关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的说 )
法中，正确的是(
A．物理传感器是利用材料的某种物理性质来工作的，因而 只能用于机械加工行业，而不能用于化工领域 B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输 出某种化学物质，而不能输出电学量 C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作 D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环 境条件有一定要求
3．热敏电阻 (1)分类： ①负温度系数热敏电阻(NTC)：电阻值随温度升高而减 小。 ②正温度系数热敏电阻( 大。 PTC)：电阻值随温度升高而增
(2)特点： 对温度变化的响应敏感、灵敏度高。 (3)应用： 测温、温度控制或过热保护。
2．如图所示是电阻R随温度T变化的图象，下列说法中正确的 是( ) A．图线1是热敏电阻的R－T关系图象，它是用金属材料制 成的 B．图线2是热敏电阻的R－T关系图象，它可以用半导体材 料制成
②实验装置：如图所示。 ③实验过程及数据处理：用酒精灯加热，测出水中各温度 下欧姆表的读数，由实验数据绘出R－t图象。
(2)实验结论：热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，正温 度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 增大 ，负温度系数的 热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 减小 。
)
解析：宾馆的自动门采用了光电传感器，故选项A对；家 用电饭煲的跳闸和保温采用了热电传感器，故选项C对；声控 开关采用了声电传感器，故选项D对。
要点2 温度传感器
1．分类 (1)热双金属片温度传感器。 (2)热电阻传感器。 (3)热敏电阻传感器。
减小 。 ①NTC型：电阻值随温度升高而_____
02ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题型分类指导
No.1 例1
对传感器的认识 下列关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的说 )
法中，正确的是(
A．物理传感器是利用材料的某种物理性质来工作的，因而 只能用于机械加工行业，而不能用于化工领域 B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输 出某种化学物质，而不能输出电学量 C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作 D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环 境条件有一定要求
3．热敏电阻 (1)分类： ①负温度系数热敏电阻(NTC)：电阻值随温度升高而减 小。 ②正温度系数热敏电阻( 大。 PTC)：电阻值随温度升高而增
(2)特点： 对温度变化的响应敏感、灵敏度高。 (3)应用： 测温、温度控制或过热保护。
2．如图所示是电阻R随温度T变化的图象，下列说法中正确的 是( ) A．图线1是热敏电阻的R－T关系图象，它是用金属材料制 成的 B．图线2是热敏电阻的R－T关系图象，它可以用半导体材 料制成
②实验装置：如图所示。 ③实验过程及数据处理：用酒精灯加热，测出水中各温度 下欧姆表的读数，由实验数据绘出R－t图象。
(2)实验结论：热敏电阻的阻值随温度的变化而变化，正温 度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 增大 ，负温度系数的 热敏电阻的阻值随温度的升高而_____ 减小 。
高二物理选修3-2传感器与其应用(课件)
化学传感器：是利用化学反应的原理，识 别和检测信息，把 化学物质的成分、浓
度等转换为电信号的传感器。
如气敏传感器、湿敏传感器等，在环境保护火灾报 警、医疗卫生和家用电器方面有广泛应用。
生物传感器：是一种利用生物活性物质选择性
的识别和测定生物化学物质的传感器。
如组织传感器、细胞传感器、酶传感器等。其感受器 中含有生命物质，代替嗅觉、味觉功能的传感器。
第六章 传感器
种类繁多的传感器
指纹考勤机
电子秤
电磁流量计 电子测温计
一、什么是传感器?
传感器是指这样一些元件：它能 够感受诸如位移、速度、压力、温 度、湿度、流量、声强、光，化学 成分等非电学量，并能把它们按照 一定规律转换为电压、电流等电学 量 的一种组件，起自动控制作用 。
传
非电学量
C 物体M不动时，电路中没有电流
D 物体M不动时，电压表没有示数
4:电容式传感器
（1）测定角度θ
动片 θ
定片
（2）测定液面金属高芯线度h
电介质 导电液体
（3）测定压力F 固定电极 可动电极
待测压力F
（4）测定位移极板x
电介质
x
极板
电容式位移传感器
电容器极板
x
电介质板 被测物体
示意图
电容式位移传感器把力学量（位移） 转换为电学量（电容）。
5、霍尔元件（磁传感器）
I
（1）材料：半导体 如：砷化铟
F
C
D
（2）工作原理：
（3）霍尔电压:
UH
k IB d
EB
UH
霍尔元件工作原理图
K为比例系数，称为霍尔系数，其大小与元件的材料有关。 一个霍尔元件的d、k为定值，再保持I恒定，则UH 的变化就 与B成正比。因此霍尔元件又称磁敏元件。
高中物理教科版选修(3-2)3.2 教学课件 《温度传感器和光传感器》(教科)
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
[再判断] (1)温度传感器的敏感元件一定是热敏电阻．( × ) (2)光敏电阻可以将电信号转化为光信号．( × ) (3)双金属片热保护器是一种温度传感器．( √ )
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
[后思考] 热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的？
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
第三单元 · 传感器
温度传感器和光传感器
学习目标
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
（一）知识与技能 （1）了解温度传感器应用的一般模式； （2）了解光传感器应用的一般模式。 （二）过程与方法 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。 （三）情感、态度与价值观 在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强 学习兴趣，培养良好的科学态度。
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
2．如图313所示，将一个光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关 置于欧姆挡，用光照射电阻时，表针自左向右偏角为θ ；现用手掌挡住部分光线，表针 的自左向右偏角为θ′，则可判断( B )
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
2．光传感器 (1)概念 光传感器是利用光敏电阻把_光__强___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量，光敏电阻的阻 值随光照强度的增大而_减___小___． (2)应用：_火__灾__报__警___器__、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的．
教育科学出版社 高二 | 选修3-2
【提示】 当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化，通过它的 电流或加在它两端的电压就发生变化，从而可通过电压表或电流表反映出来，即电 压或电流的变化表示温度的变化．
教科版高中物理选修3-2课件 3 温度传感器和光传感器课件1
互 动
分 析
教3－1－2所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化
探 究
为电信号．电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金
教 属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的 当
学
堂
方 案
振动膜．若声源S发出频率恒定的声波使a振动，则a在振动
双 基
设 计
过程中(
)
达 标
A．a、b板之间的电场强度不变
达 标
__光__敏__二__极__管__上，产生与转速对应的_电__脉__冲__信号，经信号
处理电路处理后，显示出转速．
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
JK ·物理 选修3-2
教
学 教
2．思考判断
课 堂 互
法 分
(1)温度传感器的敏感元件一定是热敏电阻．(×)
析
(2)光敏电阻可以将电信号转化为光信号．(×)
V，由欧姆定律得RmA＝
U I
＝
当 堂 双
案
基
设 计
3.4 40×10－3
Ω＝85 Ω，B正确．
达 标
【答案】 B
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
JK ·物理 选修3-2
教
课
学 教
常见敏感电阻问题的处理方法
堂
互
法 分 析
常见的敏感电阻有热敏电阻、光敏电阻、磁敏电阻、压
动 探
究
敏电阻等．对于这些敏感电阻，经常与电学实验相联系进行
教
最新教科版高三物理选修3-2电子课本课件【全册】
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】目录
0002页 0088页 0111页 0113页 0218页 0279页 0302页 0304页 0353页 0461页 0522页
第一章 电磁感应 2 感应电流产生的条件 4 楞次定律 6 自感 日光灯 第二章 交变电流 2 描述正弦交流电的物理量 4 电容器在交流电路中的作用 6 变压器 第三章 传感器 2 温度传感器和光电式传感器 4 实验探究：简单的光控和温控电路
第一章 电磁感应
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】
1 电磁感应现象的发现
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】
2 感应电流产生的条件
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】
3 法拉第电磁感应定律
最新教科版高三物理选修3-2电子
0002页 0088页 0111页 0113页 0218页 0279页 0302页 0304页 0353页 0461页 0522页
第一章 电磁感应 2 感应电流产生的条件 4 楞次定律 6 自感 日光灯 第二章 交变电流 2 描述正弦交流电的物理量 4 电容器在交流电路中的作用 6 变压器 第三章 传感器 2 温度传感器和光电式传感器 4 实验探究：简单的光控和温控电路
第一章 电磁感应
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】
1 电磁感应现象的发现
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】
2 感应电流产生的条件
最新教科版高三物理选修3-2电子 课本课件【全册】
3 法拉第电磁感应定律
最新教科版高三物理选修3-2电子
2019_2020学年高中物理第三章传感器12温度传感器和光传感器课件教科版选修3_2
C．只有②正确
D．只有②④正确
解析：液面高度的变化，相当于电容器极板正对面积的变化．当 h 增大时，相当于 正对面积增大，则电容应增大；当 h 减小时，相当于正对面积减小，电容 C 应减小， B 正确． 答案：B
应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器．金
属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容 C 大小的变化情况就
能反映出液面高度 h 的高低情况，则两者的关系是( )
①C 增大表示 h 增大 ②C 增大表示 h 减小 ③C 减小表示 h 减小 ④C 减小表示
h 增大
A．只有①正确
B．只有①③正确
[思考] 火灾探测器的核心元件为气敏传感器，当烟雾在空气中的浓度 超过设定值时，可以触发报警，并对外发出声光报警信号．此 时传感器是将什么量进行转化的？ 提示：传感器是将烟雾产生的光学量转化为电学量使电路接通，从而对外发出声光 报警信号．
二、温度传感器 1．热双金属片温度传感器 将两种 膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制成为一体后，温度升高时，由于 两面金属膨胀程度不同，双金属片就会变形． 2．热电阻传感器 (1)定义：用金属丝制作的 感温电阻． (2)金属的电阻 R 与温度 t 的关系是 R＝R0(1＋θt)． (3)作用：测温和测流量．
1 传感器 2 温度传感器和光传感器
[课标解读] 1.知道传感器的概念、结构及工作原理.2.了解传感器的分类情况及热 敏电阻的特性.3.知道温度传感器的原理，了解温度传感器在生活中的应用.4.知道光 电传感器的原理，了解光电传感器在生活中的应用．
01 课前 自主梳理 02 课堂 合作探究 03 课后 巩固提升
三、光传感器 1．原理 某些金属或半导体材料，在电路中受到光照时，产生电流或电压，实现光信号 向电 信号的转化． 2．作用 感知光线的变化或场景的变换，使“机器”作出反应．
高二物理教科版选修3-2课件：第3章 1.传感器 2.温度传感器和光传感器
1.传感器 2.温度传感器和光传感器
学 习 目 标 1.了解传感器的概念、结构及各部分的 作用．(难点) 2. 通过实验感知半导体热敏电阻的特 性．(重点) 3.了解干簧管的构造及作用．(重点) 4.知道温度与光传感器常用的敏感元件 及其在生活、生产中的应用．(重点)
知 识 脉 络
传 感 器
[先填空] 非电信息 ，按一定规 定义：传感器通常是把被测的__________ 律转换成与之对应的________ 电信息 的器件或装置 敏感元件和_________ 处理电路组成 组成：传感器一般由_________ 1．传感器结构框图：非电信息 电信息 ______ 敏感元件 → 处理电路 ―――→ _________ 电学量 功能：将被测的非电学量转换成为________
【解析】
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电
学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电 路的通断的一类元件；故只有 C 项正确．
【答案】 C
电学量的优点 电学量具有便于控制、放大、衰减、波形整理、显示、可储存、远距离传 输等技术方面的优点，尤其是将电学量与计算机技术结合，可以方便地实现信 息的采集、处理、输出的自动化和智能化，所以现代信息技术与自动控制中常 将非电学量转化成电学量进行信息收集．
控制开关 ，从而实现方便的显示、记录、处理和控制． 为电路的__________
(3)应用实例： 半导体热敏电阻：具有电阻随温度_________ 灵敏变化 的特性，可以实现对温度的测 量．常用于温度传感器． 干簧管：感知_______ 磁场 的敏感元件，常用于_____ 磁场 控制开关．
[再判断] (1)干簧管是一种磁传感器．(√ ) (2)传感器担负着采集信息的任务．(√ ) (3)传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具．(√ )
学 习 目 标 1.了解传感器的概念、结构及各部分的 作用．(难点) 2. 通过实验感知半导体热敏电阻的特 性．(重点) 3.了解干簧管的构造及作用．(重点) 4.知道温度与光传感器常用的敏感元件 及其在生活、生产中的应用．(重点)
知 识 脉 络
传 感 器
[先填空] 非电信息 ，按一定规 定义：传感器通常是把被测的__________ 律转换成与之对应的________ 电信息 的器件或装置 敏感元件和_________ 处理电路组成 组成：传感器一般由_________ 1．传感器结构框图：非电信息 电信息 ______ 敏感元件 → 处理电路 ―――→ _________ 电学量 功能：将被测的非电学量转换成为________
【解析】
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电
学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电 路的通断的一类元件；故只有 C 项正确．
【答案】 C
电学量的优点 电学量具有便于控制、放大、衰减、波形整理、显示、可储存、远距离传 输等技术方面的优点，尤其是将电学量与计算机技术结合，可以方便地实现信 息的采集、处理、输出的自动化和智能化，所以现代信息技术与自动控制中常 将非电学量转化成电学量进行信息收集．
控制开关 ，从而实现方便的显示、记录、处理和控制． 为电路的__________
(3)应用实例： 半导体热敏电阻：具有电阻随温度_________ 灵敏变化 的特性，可以实现对温度的测 量．常用于温度传感器． 干簧管：感知_______ 磁场 的敏感元件，常用于_____ 磁场 控制开关．
[再判断] (1)干簧管是一种磁传感器．(√ ) (2)传感器担负着采集信息的任务．(√ ) (3)传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具．(√ )
教科版高中物理选修3-2课件 3 温度传感器和光传感器课件(教科)
A．θ′＝θ C．θ′>θ
B．θ′<θ D．不能确定
图3-1-3
【解析】 光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值 变大，指针自左向右的偏转角度变小，故B正确．
3．用图3-1-4甲所示电路测量电流表 的内阻，闭合电键S，当变阻器的滑片滑至c处 时，电流表 和电压表 的读数分别为40 mA、9 V，已知图甲中热敏电阻的I-U关系图 线如图乙所示，则电流表 的内阻为( B )
[后思考] 热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的？
【提示】 当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化，通过它的 电流或加在它两端的电压就发生变化，从而可通过电压表或电流表反映出来，即电 压或电流的变化表示温度的变化．
[合作探讨] 探讨1：热敏电阻是温度传感器中的重要元件，是不是所有的热敏电阻的阻值都随温 度的升高而下降？
②热电阻传感器 a．敏感元件：用金属丝制作的_感__温__电阻．(又叫热电阻) b．热电阻阻值与温度t的关系 R＝_R__0_(1_＋__θ_t_)__． (R0为t＝0 ℃时导体电阻，θ为温度系数)
③热敏电阻传感器 a．敏感元件：_半__导__体____热敏电阻． b．热敏电阻的分类 一种是随温度升高而电阻_减__小___的热敏电阻，用NTC符号表示；另一类随温度升高而 电阻_增__大__的热敏电阻，用PTC符号表示． c．特点及用途 热敏电阻对温度变化的响应_很__敏__感__，常用于_测__温__、温度_控__制__或_过__热__保__护_．
2．光传感器
(1)概念 光传感器是利用光敏电阻把_光__强___这个光学量转换为_电__阻___这个电学量，光敏电阻的阻 值随光照强度的增大而_减___小___． (2)应用：_火__灾__报__警___器__、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的．
高中物理选修3-2课件《传感器》
小结
1、温度传感器 （1）电饭锅 的应用 （2）测温仪
2、光传感器 （1）鼠标器 的应用 （2）火灾报警器
温度传感器的应用
【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作
的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1=20 kΩ，R2=10 kΩ，R3=40 kΩ，Rt为热敏电阻，
它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当 a、
第二节 传感器的应用
1、电子秤
原理分析：
力———电阻变化 ———电压
2、话筒
动圈式话筒构造原理图，它 是利用电磁感应现象制成的， 当声波使金属膜片振动时， 连接在膜片上的线圈（叫做 音圈）随着一起振动，音圈 在永久磁铁的磁场里振动， 其中就产生感应电流（电信 号），感应电流的大小和方 向都变化，变化的振幅和频 率由声波决定，这个信号电 流经扩音器放大后传给扬声 器，从扬声器中就发出放大 的声音
思考：
1、设计一个电路，比较离桌面1米高的日光灯与 白炽灯，哪个光的强度大？
A
2、如图：自来水厂在河中的取水电路，当水中的离子 浓度较低时，取水电动机保持工作状态，当水中离子浓 度增大到一定程度时，取水电动机停止工作。
6.3 传感器的应用（二）
一、温度传感器的应用-------电饭锅
1、感温铁氧体的特点：常温下具有 铁磁性，能够被磁体吸引，但是温 度上升到约1030C时，就失去了铁 磁性，不能被磁体吸引了。注意： 这个温度在物理学中称为该材料的 “居里温度”或“居里点”。
断续的光脉冲转换成电压脉冲
三、光传感器的应用——火灾报警器 1、结构图
2、工作原理：在没有发生火灾时，光电三极管收不 到LED发出的光，呈现高电阻状态。当发生火灾时， 产生大量烟雾，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。
教科版高中物理选修3-2课件传感器2
R1
b
例3有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件 分别接入如图所示电路中A、B两点后，用黑纸 包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列 说法正确的是（）
A
B
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.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元 件一定洗衣机中的传感器赏析
家用报警器
例4：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用 半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器， a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示 器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（） A. I变大，U变大B. I变小，U变小
C. I变小，U变大D、I变大，U变小
a E r A R2 R3
例 1 ．如图所示， R1 、 R2 为定值电阻， L 是小灯泡， R3 为光敏电阻，当照射光强度增大时，（） 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
例2.如图6－1－3所示为光敏电阻自动计数器的示意图， 其中 R1 为光敏电阻， R2 为定值电阻．此光电计数器的基 本工作原理是（） A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 B、当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D、信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图线1是金属热电阻的图线，灵敏度低 图线2是热敏电阻的图线
对点练习
温度传感器的应用
2．图是一火警报警器的部分电路 示意图．其中R2为用半导体热敏材 料制成的传感器，电流表为值班室 的显示器，a、b之间接报警器．当 传感器R2所在处出现火情时，显示 器的电流I，报警器两端的电压U的 变化情况是( )
4．如图所示为实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图，A为 光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，C为小车的车轮．车轮转动 时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并 转换成电信号，由电路记录和显示．若实验显示单位时间的脉冲数n，累积 脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是 ________车__轮__的__半__径__R_和__齿__轮__的__齿__数__P__________________________，
小车速度的表达式为v＝2_π_R__n_/P____；行程的表达式为s＝____2_π_R_N__/P___．
单位时间内齿轮转动圈数为n/P 则有v＝2πRn/P 车轮转动的累积圈数为N/P 则有s＝2πRN/P
再见
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例3 在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜
晚亮，白天熄，它们是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
利用了半导体的光敏性 夜晚电阻大，白天电阻小
课堂讲义
例4 如图所示，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间 距不变，闭合开关S后，下列说 法中正确的是( ) 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．无论怎样移动滑动触头P， L消耗的功率都不变
双金属片由膨胀系数不同的金属材料制成，上面的膨胀系数大
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例2 如Байду номын сангаас图所示为温度在10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原 理简图．箱内的电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，RT为热敏 电阻，它的电阻随温度的变化图像如图所示．当a、b两端电压Uab＜0 时，电压鉴别器会令开关K接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温 度升高；当Uab＞0时，电压鉴别器会令K断开，停止加热．试计算恒 温箱内的温度恒定在多少摄氏度？
在 Uab＜0 时，K 接通，温度升高导致 RT 减小．当 RT＝20 kΩ 时 Uab
＝0，而 Uab＝0 是 K 断开、闭合的分界点，此时可由图乙中读出 T
＝35 ℃，故恒温箱的温度恒定在 35 ℃.
课堂讲义
二、光传感器
温度传感器和光传感器
光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类 传感器，一般以光敏电阻为主要元件，因为光 敏电阻电阻值随光照加强而减小，将光敏电阻 连接到电路中时，光照改变就会引起电路中其 他电学量的改变，从而将光信号转换为电信号
高中物理·选修3-2·教科版
第三章 传感器
第二讲 温度传感器和光传感器
目标定位
温度传感器和光传感器
1 理 了解楞各次种定温律度的传内感容 器， 的并 工应 作用 原楞 理次 、定 特律 点判 和定 应感 用应电流的方向.
2 了解各种光传感器的工作原理、特点和应用
预习导学
温度传感器和光传感器
一、温度 变形 R0(1＋θt) 增大 减小 特定温度
课堂讲义
温度传感器和光传感器
例1 下列有关电熨斗的说法正确的是( ) A．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属 片，两片金属的膨胀系数相同 B．常温下，上下触点是接触的；温度过高时， 双金属片发生弯曲使上下触点分离 C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮， 使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料
温度传感器和光传感器
电阻减小 二极管的电流增大
同理可知 L功率变小
发光增强 光敏电阻阻值减小 灯泡L的电流增大
L功率增大
对点练习
温度传感器和光传感器
温度传感器的应用
1．如图所示为电阻R随温度t变化的图线，下列说法中正确的 是( )
A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
二、光学量 电流 电压 光 电 光线 烟尘浓度
课堂讲义
温度传感器和光传感器
一、温度传感器
温度传感器是指将温度信号转换成电信号的一类传 感器，一般有两类：一类是随温度变化引起传感器 中某个组件形状的变化(如热胀冷缩)达到转换信号 的目的；还有一类是随温度变化引起电阻的变化( 如半导体材料中热敏电阻随温度升高电阻减小)达 到转换信号的目的．
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．发生火灾时，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．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射 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
对点练习
温度传感器和光传感器
光传感器的应用
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
温度传感器和光传感器
温度升高，R2减小 导致R2两端电压减小 通过R3的电流减小 路端电压U减小
对点练习
温度传感器和光传感器
光传感器的应用
3．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上 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发生的光呈现高电阻状 态，发生火灾时，下列说法正确的是( )