高中物理《传感器的应用》课件

物理 ·选修3-2
(1)传 感 器 中 的 敏 感 元 件 用于 接 收 非 电学 量，并将其转化为电学量。
(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。
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例 1 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某 位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装 置示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上， 在上面放一物体 m，电梯静止时电流表示数为 I0，电梯在不 同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所 示，下列判断中不正确的是( )
□ (1)组成及敏感元件：由金属梁和 1 应变片 组成，敏 感元件是□2 应变片 。
(2)工作原理
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□ (3)作用：应变片将物体 3 形变 这个力学量转换为电
压这个电学量。 (4)应用：电子秤。
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2．温度传感器的应用实例
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3．光传感器的应用——火灾报警器 如图所示，平时发光二极管 LED 发出的光线因挡板照 射不到光电三极管上，光电三极管的电阻较大；当烟雾进入 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而发出警 报。
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[解析] 因为压敏电阻的阻值随着压力的增大而减小，
根据欧姆定律有 I＝UR，当电梯静止时，物体对压敏电阻的 压力为 mg，电流为 I0＝UR，所以当电流为 I0 时，物体对压 敏电阻的压力为 mg，则物体处于平衡状态，故题图甲表示
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考点 传感器问题的分析
1．分析思路 物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等)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： (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。
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(4)执行机构分析：传感器的应用，不仅包含非电学量 如何向电学量转化的过程，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)后转化为电压、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)。
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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 与输入信号间的规律。
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1．应变式力传感器可用来测量各种力，其中的应变片 能把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量。
2．电熨斗因为装有双金属片温度传感器，所以它能够 自动控制温度。双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金 属。
3．电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体。 4．有一种火灾报警器是利用了光传感器的作用，即利 用烟雾对光的散射来工作。
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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 信息转化为电阻、电流等电学量，然后经过放大，传输到执 行机构后执行某种操作。
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A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动 B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动 C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动 D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
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1.压敏电阻的作用及特点是什么？ 提示：压敏电阻是把压力的大小转化为电阻大小的元 器件，它的特点是随压力的增大电阻减小，反之电阻增大。
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2．本题思路为电流的情况反映出 电阻 的情况，从而 反映出 压力 的情况，即物体所受 支持力 的情况，分析 物体所受的 合外力 判断出 加速度 的情况，从而确定物体 的 运动情况 。
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一、传感器工作的一般模式
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二、传感器的应用实例 1．力传感器的应用——电子秤
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判一判 (1)应变式力传感器中金属梁是敏感元件。( × ) 提示：应变式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高电阻状态。( × ) 提示：光电三极管在受到光照时呈低电阻状态。
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第六章 传感器 第2节 传感器的应用
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1．了解传感器在日常生产、生活中的应用。 2．理解传感器在电子秤、电熨斗、电饭锅中的应用。 3．理解光传感器在火灾报警器中的应用。
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