高中物理第六章传感器本章整合.pptx

,-,*,-,本章整合,全书优质试题随意编辑 课堂教学流程完美展示 独家研发错题组卷系统,-,*,-,-,*,-,-,*,-,本章整合,知识构建,专题归纳,-,*,-,本章整合,知识构建,专题归纳,-,*,-,本章整合,专题归纳,知识构建,本章整合,第六章 传感器,第1页,思索并回答以下问题,:,本章知识可分为二个单元。第一单元,:,传感器及其工作原理,;,第二单元,:,传感器应用。,1,.,思索关于,“,传感器及其工作原理,”,学习内容。正确填写下列图。,答案,:,电学量,通断,金属热电阻,热敏电阻,光敏电阻,敏感元件,电学量,第2页,2,.,思索关于,“,传感器应用,”,学习内容。正确填写下列图。,答案,:,放大,转换,应变片,力传感器,双金属片,感温铁氧体,温度传感器,光电三极管,光传感器,模拟,数字,第3页,专题一,专题二,常见传感器特点及应用,1,.,传感器感受通常是非电学量,如力、热、磁、光、声等,而它输出通常是电学量,这些输出信号是非常微弱,通常要经过放大后,再送给控制系统产生各种控制动作,传感器原理以下所表示。,非电学量,敏感元件,转换器件,转换电路,电学量,2,.,传感器分类,:,常见传感器有色标传感器、温度传感器、力传感器、电容式位移传感器、电感式位移传感器等。,第4页,专题一,专题二,3,.,常见敏感元件及特征,(1),光敏电阻,:,光敏电阻在被光照射时电阻发生改变,光照增强电阻减小,光照减弱电阻增大。,(2),热敏电阻和金属热电阻,:,金属热电阻电阻率随温度升高而增大,热敏电阻有正温度系数电阻、负温度系数电阻两种。正温度系数热敏电阻阻值随温度升高而增大,负温度系数热敏电阻阻值随温度升高而减小。,(3),电容器,:,平行板电容器电容与极板面积、极板间距及电介质材料相关,电容器能够感知引发电容改变任一外界信息并将其转化为电容改变。比如,当极板受力时会改变极板间距,从而引发电容改变。,(4),霍尔元件,:,能把磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量元件,第5页,专题一,专题二,【例题,1,】,如图所表示,一火警报警器部分电路示意图。其中,R,2,为用半导体负温度系数热敏材料制成传感器,电流表为值班室显示器,a,、,b,之间接报警器。当传感器,R,2,所在处出现火情时,显示器电流,I,报警器两端电压,U,改变情况是,(,),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,解析,:,R,2,所在处出现火情时,温度升高,则,R,2,阻值减小。,R,2,R,总,I,干,U,1,U,3,I,故显示器电流,I,变小,由,U=E-I,干,r,I,干,变大,知,U,变小,故选项,D,正确。,答案,:,D,第6页,专题一,专题二,变式训练,1,(,多项选择,),如图所表示,某居民小区门口利用光敏电阻设计行人监控装置,R,1,为光敏电阻,R,2,为定值电阻,A,、,B,接监控装置。则,(,),A.,当有些人经过而遮蔽光线时,A,、,B,之间电压升高,B.,当有些人经过而遮蔽光线时,A,、,B,之间电压降低,C.,当仅增大,R,2,阻值时,可增大,A,、,B,之间电压,D.,当仅减小,R,2,阻值时,可增大,A,、,B,之间电压,第7页,专题一,专题二,解析,:,R,1,是光敏电阻,有光照射时,阻值变小,当有些人经过而遮蔽光线时,R,1,阻值变大,回路中电流,I,减小,A,、,B,间电压,U=IR,2,减小,故,A,错误,B,正确,;,由闭合电路欧姆定律得,:,U=E-I,(,R,1,+r,),当仅增大,R,2,阻值时,电路中电流减小,A,、,B,间电压,U,增大,故,C,正确,;,当仅减小,R,2,阻值时,电路中电流增大,A,、,B,间电压,U,减小,故,D,错误。故应选,BC,。,答案,:,BC,第8页,专题一,专题二,传感器应用,1,.,传感器应用过程包含三个步骤,:,感、传、用。,(1)“,感,”,是指传感器敏感元件感应信息,并转化为电学量。,(2)“,传,”,是指经过电路等将传感器敏感元件获取并转化电学信息传给执行机构。,(3)“,用,”,是指执行机构利用传感器传来信息进行某种显示或某种动作。,2,.,处理与传感器相关电路设计问题时,可将整个电路分解为,:,(1),传感器所在信息采集部分,;,(2),转化传输部分,(,这部分电路往往与直流电路动态分析相关,);,(3),执行电路。,第9页,专题一,专题二,【例题,2,】,(,全国理综乙,),现要组装一个由热敏电阻控制报警系统,要求当热敏电阻温度到达或超出,60,时,系统报警。提供器材有,:,热敏电阻,报警器,(,内阻很小,流过电流超出,I,c,时就会报警,),电阻箱,(,最大阻值为,999,.,9,),直流电源,(,输出电压为,U,内阻不计,),滑动变阻器,R,1,(,最大阻值为,1 000,),滑动变阻器,R,2,(,最大阻值为,2 000,),单刀双掷开关一个,导线若干。,在室温下对系统进行调整。已知,U,约为,18 V,I,c,约为,10 mA;,流过报警器电流超出,20 mA,时,报警器可能损坏,;,该热敏电阻阻值随温度升高而减小,在,60,时阻值为,650,.,0,。,第10页,专题一,专题二,(1),完成待调整报警系统原理电路图连线。,(2),电路中应选取滑动变阻器,(,选填,“,R,1,”,或,“,R,2,”),。,(3),按照以下步骤调整此报警系统,:,电路接通前,需将电阻箱调到一固定阻值,依据试验要求,这一阻值为,;,滑动变阻器滑片应置于,(,选填,“,a,”,或,“,b,”),端附近,不能置于另一端原因是,。,将开关向,(,选填,“,c,”,或,“,d,”),端闭合,迟缓移动滑动变阻器滑片,直至,。,(4),保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。,第11页,专题一,专题二,解析,:,(1),先用电阻箱替换热敏电阻,连接成闭合回路进行调试。电路图连接如答案所表示。,(2),当电路中电流,I,c,=,10,mA,时,依据闭合电路欧姆定律有,解得,R,总,=,1,800,此时热敏电阻阻值为,650,则滑动变阻器阻值为,1,150,所以滑动变阻器选,R,2,。,(3),当热敏电阻阻值小于,650,时,报警器就会报警,用电阻箱替换热敏电阻进行调整,应把电阻箱阻值调到,650,。若接通电源后电路中电流过大,(,超出,20,mA),报警器就会损坏,电流越小越安全,所认为了电路安全,闭合开关前滑片应置于,b,端。,用电阻箱替换热敏电阻进行调试,应将开关向,c,端闭合,开关闭合后要减小电路中电阻直至报警器报警。,第12页,专题一,专题二,答案,:,(1),连线如图所表示。,(2),R,2,(3),650,.,0,b,接通电源后,流过报警器电流会超出,20 mA,报警器可能损坏,c,报警器开始报警,第13页,专题一,专题二,变式训练,2,传感器担负着信息采集任务,在自动控制中发挥着主要作用,传感器能够将感受到物理量,(,如温度、光、声等,),转换成便于测量量,(,通常是电学量,),比如热敏传感器,主要是应用了半导体材料制成热敏电阻,某热敏电阻,R,T,阻值随温度改变图线如图甲所表示,图乙是由该热敏电阻,R,T,作为传感器制作简单自动报警器线路图。问,:,第14页,专题一,专题二,(1),为了使温度过高时报警器铃响,c,应接在,(,选填,“,a,”,或,“,b,”),处。,(2),若要使开启报警温度提升些,应将滑动变阻器滑片,P,向,(,选填,“,左,”,或,“,右,”),移动。,(3),假如在调试报警器到达最低报警温度时,不论怎样调整滑动变阻器滑片,P,都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路不能工作原因可能是,。,解析,:,(1),热敏电阻,R,T,在温度升高时阻值变小,电路中电流变大,电磁铁磁性增强,把右侧衔铁吸引过来,与,a,接触,故,c,应接在,a,处。,(2),为使开启报警温度提升,则应使电路中电阻更大,这么使报警温度提升,滑动变阻器滑片应左移。,答案,:,(1),a,(2),左,(3),电源提供电压太小,以至于电磁铁磁性太弱或弹簧劲度系数太大,第15页,