1、第一节认识传感器第二节传感器的原理学科素养与目标要求物理观念：1.知道什么是传感器，知道其将非电学量转化为电学量的意义.2.了解光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻和霍尔元件的性能，知道其工作原理及作用科学探究：通过多种渠道收集传感器的信息，进行交流、展示，了解传感器的应用一、什么是传感器1定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置2组成(1)敏感元件：直接感受被测量并将其变换成与被测量成一定关系的易于测量的物理量(2)转换元件：将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出(3)转换电路：将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量3分类分类情况常见传感器按被测量划分加速度传感器
2、、速度传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器、负荷传感器、扭矩传感器等按工作原理划分电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、涡流式传感器、动圈式传感器、磁电式传感器、差动变压器式传感器等按能量传递方式划分(1)有源传感器：压电式传感器、热电式传感器、电磁式传感器等(2)无源传感器：电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器等二、传感器的原理1温度传感器的原理(1)作用：将温度变化转换为电学量变化，通过测量传感器元件的电学量随温度变化来实现温度的测量(2)热敏电阻特性：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
3、减小(3)应用：电饭煲、空调机、电热水器、微波炉等2光电传感器的原理(1)作用：利用敏感元件光敏电阻，将光照强弱转换为电阻大小这一电学量(2)光敏电阻特性：光敏电阻的阻值随光照的增强而减小(3)应用：路灯光电自动开关电路和红外楼道照明开关电路1判断下列说法的正误(1)传感器可以把非电学量转化为电学量()(2)光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化，光照越强电阻越大()(3)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低()(4)霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出()2.如图1所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时，电流
4、表的读数_(填“变大”或“变小”)，小灯泡的亮度_(填“变亮”或“变暗”)图1答案变小变亮一、传感器干簧管结构：如图甲所示，它只是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁铁靠近干簧管时：(1)会发生什么现象，为什么？(2)干簧管的作用是什么？答案(1)灯泡会亮，因为当条形磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通(2)干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器1传感器的原理2在分析传感器时要明确(1)核心元件是什么；(2)是怎样将非电学量转换为电学量的；(3)是如何显示或控制开关的例1(2018扬州市邗江区高二下学期期中)关于传感器，下列说法正确的是()A所有传感器都是
5、由半导体材料制成的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水银温度计是一种传感器答案B解析传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，所以A错误；金属材料也可以制成传感器，所以B正确；传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，所以C错误；水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，所以D错误二、光敏电阻及应用在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图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什么？答案当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减
6、小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次光敏电阻是由半导体材料制成的它的阻值随光照强度的变化而变化，光照越强，电阻越小；光照越弱，电阻越大例2(多选)如图2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()图2A电压表的示数增大BR2中电流减小C小灯泡的功率增大D电路的路端电压增大答案ABC解析当入射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小而减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，R1两端电压增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路的路端电压减小，A项正确，D项错误因路端电压减小，而R1两端电压增大，故R2两端电压必
7、减小，则R2中电流减小，故B项正确结合干路电流增大和通过R2的电流减小知流过小灯泡的电流必增大，故小灯泡的功率增大，C项正确三、热敏电阻和金属热电阻及应用如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT(温度升高，电阻减小)的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中央若在RT上擦一些酒精，表针将如何偏转？若用吹风机将热风吹向热敏电阻，表针将如何偏转？答案由于酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，表针将向左偏；用吹风机将热风吹向热敏电阻，热敏电阻RT温度升高，电阻值减小，表针将向右偏1金属热电阻：金属导体的电阻，随温度的升高而增大2热敏电阻(负温度系
8、数)：用半导体材料制成，其阻值随温度升高而减小例3(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3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()图3A电容器C的带电荷量增大B电压表的读数增大C电容器C两板间的电场强度减小DR1消耗的功率增大答案AB解析当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由I知I变小，又UEIr，电压表的读数U增大，B正确；又由P1I2R1可知，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器两板间的电压U2UU1，U1IR1，可知U1变小，U2变大，由场强E，QCU2可知Q、E都增大，故A
9、正确，C错误含有热敏电阻、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(或光照强度)的增加是增大还是减小2分析整个回路的电阻、电流的增减3分析部分电路的电压、电流如何变化1(对传感器的理解)许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是()A该传感器能够测量的物理量是位移和温度B该传感器能够测量的物理量是位移和光强C该传感器能够测量的物理量是光强和声音D该传感器能够测量的物理量是压力和位移答案C解析楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯
10、自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，C正确2(光敏电阻的特性)如图4所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板(未画出)隔开，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，下列说法中正确的是()图4A当滑片P向左移动时，L消耗的功率增大B当滑片P向左移动时，L消耗的功率减小C当滑片P向右移动时，L消耗的功率可能不变D无论怎样移动滑片P，L消耗的功率都不变答案A解析滑片P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，流过灯泡的电流增大，L消耗的功率增大3(热敏电阻的特性)(2018如东中学阶段性检测)某温控电路的原理如图5所示，RM是负温度系数的热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在1527 的环境中工作当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备下列说法中正确的是()图5A环境温度降低，RM的阻值减小B环境温度升高，Uab变大C滑片P向下移动时，Uab变大D调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度答案D解析环境温度降低时，RM变大，A错误；环境温度升高，RM减小，Uab变小，B错误；滑片向下移动，回路电流减小，Uab变小，C错误；调节滑片位置能改变临界温度，D正确