2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 傳感器 2 溫度傳感器和光傳感器課件 教科版選修3-2.ppt

2溫度傳感器和光傳感器,第三章傳感器,1.了解各種溫度傳感器的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用. 2.了解各種光傳感器的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用.,目標(biāo)定位,二、光傳感器,欄目索引,一、溫度傳感器,對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾,一、溫度傳感器,知識(shí)梳理,1.作用：將 的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的變化. 2.常見的溫度傳感器 (1)熱雙金屬片溫度傳感器 原理：兩種膨脹系數(shù)相差較大的不同金屬片制成一體，溫度升高時(shí)，雙金屬片 ，可控制電路的通斷. 應(yīng)用：日光燈啟動(dòng)器，電機(jī)、電冰箱保護(hù)等.,答案,溫度,變形,(2)熱電阻傳感器 原理：用金屬絲制作的感溫電阻叫熱電阻，當(dāng)外界溫度t發(fā)生變化時(shí)，其電阻值按R 的規(guī)律變化(為溫度系數(shù)，R0為t0 時(shí)導(dǎo)體的電阻). 應(yīng)用：測(cè)溫度、測(cè)流量等. (3)熱敏電阻傳感器 原理：半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而 ，其熱敏特性在上節(jié)已有探究. 應(yīng)用：測(cè)量、溫度控制或過熱保護(hù)等. 分類：正溫度系數(shù)的熱敏電阻(PTC)，它的電阻隨溫度升高而 . 負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(NTC)，它的電阻隨溫度的升高而 .,R0(1t),變化,增大,減小,答案,【深度思考】,熱敏電阻是溫度傳感器中的重要元件，是不是所有的熱敏電阻的阻值都隨溫度的升高而減小？,答案不是.正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)在溫度升高時(shí)電阻值增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)在溫度升高時(shí)電阻值減小.,答案,典例精析,例1傳感器在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，溫度傳感器(實(shí)質(zhì)是自動(dòng)開關(guān))是其中的一種某一食品消毒柜就是利用溫度傳感器來自動(dòng)控制電路的常溫下，該溫度傳感器是閉合的；當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，傳感器自動(dòng)斷開，從而切斷整個(gè)電路下列關(guān)于該消毒柜的幾種電路圖中(圖中S為電源開關(guān))，連接正確的是(),解析答案,解析A電路中，當(dāng)溫度升高到某一設(shè)定值時(shí)，電路會(huì)斷開；B、C、D電路中，溫度升高到某一設(shè)定值時(shí)，傳感器會(huì)斷開，但整個(gè)電路不會(huì)斷開電源開關(guān)S閉合后，消毒柜開始工作，當(dāng)溫度達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，傳感器自動(dòng)斷開，整個(gè)電路也斷開，所以A選項(xiàng)正確,答案A,返回,二、光傳感器,知識(shí)梳理,1.光電傳感器是指將 信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一類傳感器，一般以光敏電阻為主要元件，因?yàn)楣饷綦娮桦娮柚惦S光照增強(qiáng)而 ，將光敏電阻連接到電路中時(shí)，光照改變就會(huì)引起電路中其他電學(xué)量的改變，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào). 2.應(yīng)用：光電式 計(jì)、光電式轉(zhuǎn)速表.,答案,減小,煙塵濃度,光,例2如圖1所示為光電式煙塵濃度計(jì)的原理圖，試說明其工作原理.,典例精析,圖1,解析答案,解析光源1發(fā)出的光線經(jīng)半透半反鏡3，分成兩束強(qiáng)度相等的光線.一路光線直接到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路7上，產(chǎn)生作為被測(cè)煙塵濃度的參比信號(hào).另一路光線經(jīng)反射鏡4穿過被測(cè)煙塵5到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路6上，其中一部分光線被煙塵吸收或散射而衰減，煙塵濃度越高，光線的衰減量越大，到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路6的光就越弱.兩路光線分別轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)U1、U2，如果U1U2，說明被測(cè)的光路上沒有煙塵，相反，如果U1、U2相差較大，說明煙塵較大，因此可用兩者之比，算出被測(cè)煙塵的濃度.,答案見解析,例3如圖2所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)() A.電壓表的示數(shù)增大 B.R2中電流減小 C.小燈泡的功率增大 D.電路的路端電壓增大,圖2,解析答案,總結(jié)提升,返回,解析當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路總電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，電壓表的示數(shù)增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤； 由路端電壓減小，R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項(xiàng)正確； 結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，故C項(xiàng)正確.,答案ABC,總結(jié)提升,返回,總結(jié)提升,解決含有熱敏電阻、光敏電阻的直流電路動(dòng)態(tài)分析問題： (1)明確熱敏電阻、光敏電阻的電阻特性；,對(duì)點(diǎn)檢測(cè) 自查自糾,1,2,3,4,1.(溫度傳感器的應(yīng)用)(多選)如圖3所示為電阻R隨溫 度t變化的圖線，下列說法中正確的是() A.圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的 B.圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的 C.圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍大、靈敏度高 D.圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小、靈敏度高,圖3,BD,答案,4,2.(溫度傳感器的應(yīng)用)圖4是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖.其中R2為用負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯 示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況 是() A.I變大，U變大 B.I變大，U變小 C.I變小，U變大 D.I變小，U變小,1,2,3,解析答案,解析R2處出現(xiàn)火情，溫度升高，R2減小，導(dǎo)致R2兩端電壓減小，通過R3的電流減小，路端電壓U減小.,D,圖4,解析街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小，控制了電路的通斷.,1,2,3,4,3.(光傳感器的應(yīng)用)街旁的路燈、江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，它們是利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的() A.壓敏性 B.光敏性 C.熱敏性 D.三種特性都利用,解析答案,B,1,2,3,4,4.(光傳感器的應(yīng)用)如圖5所示是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說法正確的是(),圖5,1,2,3,4,A.進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測(cè)電路檢測(cè) 出變化發(fā)出警報(bào) B.發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化 發(fā)出警報(bào) C.發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用，部分光線照到光電三 極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào) D.以上說法均不正確,解析答案,返回,1,2,3,4,返回,解析由報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測(cè)出這種變化，發(fā)出警報(bào)，故C對(duì).,答案C,本課結(jié)束,