5.2常见传感器的工作原理及应用—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修二课件（17张PPT）
文档属性
| 名称 | 5.2常见传感器的工作原理及应用—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修二课件（17张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-23 10:14:22 | ||
图片预览
文档简介
第五章 传感器
第2节 常见传感器的工作原理及应用
我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们转换为常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？
一、光敏电阻
硫化镉的电阻率与所受光照的强度有关。
把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的梳状电极。
硫化镉表面受到的光照强度不同时两个电极间的电阻不一样。
观察光敏电阻的特性
用多用电表测量
1.光敏电阻在自然光照射下的电阻
2.光敏电阻在手掌遮住时的电阻大小
光敏电阻的应用
产品在流水线上，常需要对产品计数。如图所示，是利用光敏电阻自动计数的示意图。其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。
二、金属热电阻和热敏电阻
金属温度计：金属铂制成
热敏电阻：氧化锰等金属氧化物制成
观察热敏电阻的特性
例1.图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（ ）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的B．触发器可以由铜制成C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作D．本装置是利用电流的磁效应工作的
A
二、电阻应变片
电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏元件。电阻导体的材料、长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力是，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小。
————金属电阻的应变效应
应变式力传感器
应变式力传感器应用：
电容式位移传感器的工作原理是怎样的？
例题2.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测。它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻。这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（ ）
A．U越大，表示C越大，C与U成正比B．U越大，表示C越小，但是C与U不成正比C．U越大，表示C越小，C与U成反比D．U越大，表示C越大，但是C与U不成反比
例题3.如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ）
A．当温度高于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，指示灯亮C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电铃报警D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
ACD
例题4.图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0 V。电流表的量程为0.6 A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（ ）
A．最大称量值为1500 N
B．压力传感器的电阻最小为0C．空载时，电流表的读数为20mA
D．称重为900N时，电阻R为120Ω
CD
霍尔元件
利用霍尔元件测量微小位移
第2节 常见传感器的工作原理及应用
我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们转换为常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？
一、光敏电阻
硫化镉的电阻率与所受光照的强度有关。
把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的梳状电极。
硫化镉表面受到的光照强度不同时两个电极间的电阻不一样。
观察光敏电阻的特性
用多用电表测量
1.光敏电阻在自然光照射下的电阻
2.光敏电阻在手掌遮住时的电阻大小
光敏电阻的应用
产品在流水线上，常需要对产品计数。如图所示，是利用光敏电阻自动计数的示意图。其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。
二、金属热电阻和热敏电阻
金属温度计：金属铂制成
热敏电阻：氧化锰等金属氧化物制成
观察热敏电阻的特性
例1.图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（ ）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的B．触发器可以由铜制成C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作D．本装置是利用电流的磁效应工作的
A
二、电阻应变片
电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏元件。电阻导体的材料、长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力是，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小。
————金属电阻的应变效应
应变式力传感器
应变式力传感器应用：
电容式位移传感器的工作原理是怎样的？
例题2.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测。它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻。这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（ ）
A．U越大，表示C越大，C与U成正比B．U越大，表示C越小，但是C与U不成正比C．U越大，表示C越小，C与U成反比D．U越大，表示C越大，但是C与U不成反比
例题3.如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（ ）
A．当温度高于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，指示灯亮C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电铃报警D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些
ACD
例题4.图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0 V。电流表的量程为0.6 A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（ ）
A．最大称量值为1500 N
B．压力传感器的电阻最小为0C．空载时，电流表的读数为20mA
D．称重为900N时，电阻R为120Ω
CD
霍尔元件
利用霍尔元件测量微小位移