高中物理-6.2《传感器的应用》课件-新人教版选修3-2

第六章 传感器
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
第一节 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
干簧继电器的应用事例： 实验电源的过载保护(无需保险丝)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。 光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够 感知诸如力、温度、光、声、化学 成分等非电学量，并把它们按照一 定的规律转化成电压、电流等电学 量，或转化为电路的通断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电 路的通断，从而实现很方便地测量、传输、 处理和控制。
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霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压 这个电学量。 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容 这个电学量
课堂自测：
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
2、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（ ） AC A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次

叙述电饭锅嘚工作过程?
开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触 点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持1000C不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热， 直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点1030C”时，感温磁体失去铁磁性， 在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．
三、温度传感器嘚应用 5. 测温仪
将微机辅助实验系统所配嘚温度传感器与计算机连接,可以实现数据采集、处理、画图嘚智能化功能.
在工农业生产中经常用到自动控制装置，而设计自动控制装置很多情况下要用到传感器．如光电传感器，把光 信号转化为电信号，然后对电信号进行放大，再将电信号输入到相应嘚装置，进而完成相应嘚自动控制。
新课标人教版课件系列
《高中物理》 选修3-2
6.3《传感器嘚 应用（二）》
教学目标
❖ 1．知识与技能： ❖ （1）理解温度传感器嘚应用――电饭锅嘚工作原理。（2）理解温度传感器嘚应用――测温仪嘚工作原
理。(3) 理解光电传感器嘚应用――鼠标器嘚工作原理（4）理解光电传感器嘚应用――火灾报警器嘚 工作原理。 ❖ 2．过程与方法： ❖ （1）通过对电饭锅嘚构造和原理嘚探究以及测温仪嘚了解，进一步地深入认识温度传感器嘚应用 ❖ （2）通过对鼠标器以及火灾报警器嘚原理嘚探究，认识光传感器嘚应用。
例：光控门 光控门原理 光控开关电路
练习2：计算机光驱嘚主要部件是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时,激光头利用光敏电阻
自动计数将反射回来嘚脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出来相应嘚信息.光敏电阻嘚自动计
数示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器嘚基本工作原理是 (

休息了，结果到了第二天，天很亮了，“灯”并没有熄灭，试
分析导致上述情况的原因．
• 解析： 由题图可知，发光二极管导通发亮时，说 明输出端Y为低电平，输入端A为高电平，由于晚上 RR其G1必阻的须值光调变照的小条很，件大A差端，，电等RG势到电进了阻一白较步天大升，，高R要G，的想Y光A端端照仍为强为高度低电变电平大平，，， 所 会以 得发 到光 解二决极．管不会熄灭．把RG与R1调换，问题就
3．光控开关的问题探究 (1)问题提出：由于集成电路允 许通过的电流比较小，如何使通过
灯泡中的电流更大些？
(2)分析论证：采用小电流通过 继电器控制电流较大的另一灯泡工作，电路如图所示．
天亮时， RG阻值小
→
A端 电势低
→
Y端 电势高
→
线圈 无电流
→
工作电路不 通，灯泡不亮
天暗时， RG阻值大 →
• 答案： 见解析
1－1 工 人在锻压机、冲床、钻床等 机器上劳动时，稍有不慎就 会把手压在里面，造成工伤 事故．工厂中大都是利用光 电控制设备来避免事故发生的．如图所示为光控继电器的示意 图，它由电源、光电管(当有光照射时，在阴极 K 端会放出电 子)、放大器、电磁继电器等几部分组成．这样，当工人不慎将 手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即变 化，使机床停止工作，避免事故发生．光控继电器的原理是： 当光照射光电管时________．
• 2．温度报警器实验 • 斯 大密 阻特 值1触k发Ω)器、、集蜂成鸣电器路、实热验敏板电、阻直、流可电变源电(5阻VR)、1(最导
线若干、烧杯(盛有热水)．
• □ 实验步骤 • 1．光控开关实验步骤 • (1)按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上． • (2)检查各元件的连接，确保无误． • (普3)通接光通照电条源件，下调不节亮电．阻R1，使发光二极管或灯泡在

实验
传感器的应用
要求不发声 “非”门
(1) RT的阻值很大 P、X之间电压较大
(2) RT 阻值 减小
P、X 之间电 压降低
“非” 门输出 高电压
电铃 响起
(3) 若R较大，则RT两端的电压 不太高，外界温度不太高时， 就能使P、X之间电压降到低电 压输入，电铃就能发声．因此R 较大，反应较灵敏．
课堂讲义
课堂讲义
实验
传感器的应用
R1 的阻值使斯密 例2 温度报警器电路如图所示，常温下，调整________ 特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过 减小 ， 蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值________ 斯密特触发器的输入端A电势________ 升高 ，当达到某一值(高电平)时，其 输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻 值不同，则报警温度不同．
课堂讲义
针对训练2 如图所示，是一个火警 报警装置的逻辑电路图．RT是一个 热敏电阻，低温时电阻值很大，高 温时电阻值很小，R是一个阻值较小 的分压电阻． (1)要做到低温时电铃不响，火警时 产生高温，电铃响起，在图中虚线 处应接入怎样的元件？ (2)为什么温度高时电铃会被接通？ (3)为了提高该电路的灵敏度，即报 警温度调得稍低些，R的值应大一些 还是小一些？
实验
传感器的应用
三、自动控制电路的分析与设计 例3 如图所示，某小型电磁继电器，其中L为 含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为 弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线 柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控 制的要求，其工作方式是( ) A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联 B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联 C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联 D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联 电磁继电器 接信号电压