第一節(jié) 認(rèn)識(shí)傳感器 第二節(jié) 傳感器的原理
[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]
物理觀念:1.知道什么是傳感器,知道其將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的意義.2.了解光敏電阻、熱敏電阻、金屬熱電阻和霍爾元件的性能,知道其工作原理及作用.
科學(xué)探究:通過多種渠道收集傳感器的信息,進(jìn)行交流、展示,了解傳感器的應(yīng)用.
一、什么是傳感器
1.定義:能感受規(guī)定的被測(cè)量,并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置.
2.組成
→→
(1)敏感元件:直接感受被測(cè)量并將其變換成與被測(cè)量成一定關(guān)系的易于測(cè)量的物理量.
(2)轉(zhuǎn)換元件:將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量輸出.
(3)轉(zhuǎn)換電路:將轉(zhuǎn)換元件輸出的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電學(xué)量.
3.分類
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分類情況
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常見傳感器
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按被測(cè)量劃分
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加速度傳感器、速度傳感器、位移傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、負(fù)荷傳感器、扭矩傳感器等
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按工作原理劃分
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電阻應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、電容式傳感器、渦流式傳感器、動(dòng)圈式傳感器、磁電式傳感器、差動(dòng)變壓器式傳感器等
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按能量傳遞方式劃分
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(1)有源傳感器:壓電式傳感器、熱電式傳感器、電磁式傳感器等(2)無源傳感器:電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等
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二、傳感器的原理
1.溫度傳感器的原理
(1)作用:將溫度變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化,通過測(cè)量傳感器元件的電學(xué)量隨溫度變化來實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量.
(2)熱敏電阻特性:熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化,正溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大,負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小.
(3)應(yīng)用:電飯煲、空調(diào)機(jī)、電熱水器、微波爐等.
2.光電傳感器的原理
(1)作用:利用敏感元件——光敏電阻,將光照強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為電阻大小這一電學(xué)量.
(2)光敏電阻特性:光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而減小.
(3)應(yīng)用:路燈光電自動(dòng)開關(guān)電路和紅外樓道照明開關(guān)電路.
1.判斷下列說法的正誤.
(1)傳感器可以把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量.( √ )
(2)光敏電阻的阻值隨光照的強(qiáng)弱而變化,光照越強(qiáng)電阻越大.( × )
(3)熱敏電阻一般用半導(dǎo)體材料制作,導(dǎo)電能力隨溫度的升高而增強(qiáng),但靈敏度低.( × )
(4)霍爾元件一共有兩個(gè)電極,電壓這個(gè)電學(xué)量就通過這兩個(gè)電極輸出.( × )
2.如圖1所示,R1為定值電阻,R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,L為小燈泡,當(dāng)溫度降低時(shí),電流表的讀數(shù)_____(填“變大”或“變小”),小燈泡的亮度_____(填“變亮”或“變暗”).
圖1
答案 變小 變亮