讲义第三温度传感器
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姓名,年级:时间:第1节传感器第2节温度传感器和光传感器1。
知道传感器的概念、结构及工作原理.(重点) 2.了解传感器的分类情况及热敏电阻的特性.(难点)3.知道温度传感器的原理,了解温度传感器在生活中的应用.4。
知道光电传感器的原理,了解光电传感器在生活中的应用.一、传感器1.概念:传感器通常是把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置.2.结构:一般由敏感元件和处理电路组成,如图所示.错误!错误!错误!错误!错误!(1)敏感元件能直接感受非电信息,并将这些信息变换成易于测量的物理量,形成电信号.(2)处理电路能把微小的信号进行放大,并除去干扰信号,使敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量.二、敏感元件的原理1.敏感元件就其感知外界信息的原理可分为三类:(1)物理类;(2)化学类;(3)生物类.2.由教材P61~62的实验探究可知:热敏电阻用半导体材料制成,具有电阻随温度灵敏变化的特性,可以实现对温度的测量.3.干簧管是一种能感知磁场的敏感元件,它由密封在玻璃管内的两个铁磁体簧片构成,两个簧片相互交叠但其间保持一个缝隙,簧片在磁场作用下会磁化为异名磁极相对的磁铁,当磁力大于簧片的弹力时两者紧密地接触.三、温度传感器1.热双金属片温度传感器:将两种膨胀系数相差较大的不同金属片焊接或轧制为一体后,温度升高时,由于两面金属膨胀程度不同,双金属片就会变形.2.热电阻传感器(1)定义:用金属丝制作的感温电阻叫做热电阻.(2)金属的电阻R与温度t的关系是:R=R0(1+θt).(3)作用:测温和测流量.3.热敏电阻传感器:热敏电阻是用半导体材料制成的,其电阻值随温度变化明显,NTC热敏电阻(负温度系数)的阻值,随温度升高而减小,PTC热敏电阻的阻值随温度升高而增大.四、光传感器1.定义:光电传感器是一种能够感受光信号,并按照一定规律把光信号转换成电信号的器件或装置.2.应用:(1)光电式烟尘浓度计.(2)光电式转速表.传感器的工作原理传感器感受的通常是非电信息,而它输出的通常是电信息,不过这些输出信号往往是非常微弱的,一般需要经过放大后,再输送给控制系统产生各种控制动作.其工作过程如图所示.非电信息→错误!→错误!→错误!→错误!↑↑错误!1.非电信息:如位移、力、温度、光、声、化学成分、浓度、酸碱度等.2.敏感元件:是传感器的核心,相当于人的感觉器官,能直接感受被测量的非电信息并将其转换成与被测量的非电信息有一定关系的易于测量的物理量.3.转换元件:通常不能直接感受被测量的非电信息,而是将敏感元件输出的物理量转换为电信号输出.4.转换电路:将转换元件输出的电信号转换成易于测量的电信息.5.电信息:如电压、电流、电阻等.在分析传感器时要明确:(1)核心元件是什么;(2)是怎样将非电学量转换为电学量的;(3)是如何显示或控制开关的.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置,其工作原理如图所示.将压敏电阻固定在升降机底板上,其上放置一个物块,在升降机运动过程的某一段时间内,发现电流表的示数I不变,且I大于升降机静止时电流表的示数I0,在这段时间内( )A.升降机可能匀减速下降B.升降机一定匀减速下降C.升降机可能匀加速下降D.升降机一定匀加速下降[思路点拨](1)压敏电阻的阻值随压力的增大而减小.(2)电流表、电阻R串联后再与压敏电阻并联.[解析] 设升降机匀加速下降,则重力mg大于压力N,即压力N变小,压敏电阻阻值变大,R总增大,由I总=错误!知I总变小,知U外=E-I总r变大,电流表读数变大,升降机也可能匀减速上升,故A、B、D错误,C正确.[答案]C1。
教科版高二物理选修3《温度传感器和光电式传感器》说课稿一、课程背景和意义(150字)本节课是教科版高二物理选修3中的一节重要课程,主要介绍温度传感器和光电式传感器的基本原理、结构和应用。
通过学习本节课,学生可以深入了解和掌握温度传感器和光电式传感器在实际生活中的广泛应用,培养学生的实践动手能力和科学思维,提高学生的物理素养和创新能力。
二、教学目标(200字)1.知识目标:了解温度传感器和光电式传感器的基本原理和结构,分析其特点和优势。
2.能力目标:掌握温度传感器在温度测量和控制中的应用,理解光电式传感器在自动控制和信息处理中的作用。
3.情感目标:培养学生批判思维和创新意识,鼓励学生参与实际应用和探索,激发对科学的热爱和探索精神。
三、教学重点和难点(150字)1.教学重点:让学生掌握温度传感器和光电式传感器的基本原理和结构,并能够分析其应用特点。
2.教学难点:引导学生理解和思考温度传感器和光电式传感器在实际生活中的应用案例,并培养学生创新思维和动手实践能力。
四、教学过程(900字)1. 导入(100字)为激发学生对本课程的兴趣,我将通过一个问题导入本节课。
我会提问:“你们有没有想过温度计是如何工作的?它是如何感知到温度并显示出来的?”2. 温度传感器的原理和应用(250字)(1) 温度传感器的原理(100字)我会向学生讲解温度传感器的基本原理,即材料的电阻值会随温度的变化而变化。
我会以铂电阻温度传感器为例,简单介绍铂电阻的结构和工作原理,并引导学生思考不同材料的电阻温度特性。
(2) 温度传感器的应用(150字)接着,我将介绍温度传感器在实际生活中的应用。
我会以温度测量和控制为例,分析温度传感器在家电、工业自动化和医疗领域中的应用案例,并引导学生思考温度传感器在现实生活中的作用和意义。
3. 光电式传感器的原理和应用(300字)(1) 光电式传感器的原理(150字)接下来,我将向学生详细介绍光电式传感器的原理和工作方式。
常用温度传感器原理一、概述:1.定义:传感器是一种转换装置,其作用是借助检测元件把被测对象的力、位移、速度、加速度、温度、压力等参数转换为可以检测、传输、处理的信号(如电压信号、电流信号等)。
又称变换器或检测器,在声学里也称换能器,测量振动的传感器又称拾振器。
2.分类:按输入量性质的不同可分为加速度、速度、位移、温度、压力传感器等。
按变换原理的不同可分为电阻式、电感式、电容式、压电式、磁电式传感器等。
按测量参数分类按工作原理分类二、温度传感器:温度是国际单位制给出的基本物理量之一,它是工农业生产和科学试验中需要经常测量和控制的主要参数,也是与人们日常生活紧密相关的一个重要物理量。
通常把长度、时间、质量等基准物理量称作“外延量”,它们可以叠加,例如把长度相同的两个物体连接起来,其总长度为原来的单个物体长度的两倍。
温度是一种“内涵量”,叠加原理不再适用,例如把两瓶90℃的水倒在一起,其温度绝不可能增加,更不可能成为180℃。
从热平衡的观点看,温度是物体内部分子无规则热运动剧烈程度的标志,温度高的物体,其内部分子平均动能大;温度低的物体,其内部分子的平均动能小。
热力学的第零定律指出:具有相同温度的两个物体,它们必然处于热平衡状态;当两个物体分别与第三个物体处于热平衡状态时,这两个物体也处于热平衡状态,即这三个物体处于同一温度。
因此,如果我们能用可复现的手段建立一系列基准温度值,就可将其他待测物体的温度和这些基准温度进行比较,从而得到待测物体的温度。
1、温标与标定:a)温标:现代统计力学虽然建立了温度和分子动能之间的函数关系,但由于目前还难以直接测量物体内部的分子动能,因而只能利用一些物质的某些物性(诸如尺寸、密度、硬度、弹性模量、辐射强度等)随温度变化的规律,通过这些量来对温度进行间接测量。
为了保证温度量值的准确并利于传递,需要建立一个衡量温度的统一尺度,即温标。
随着温度测量技术的发展,温标也经历了一个逐渐发展,不断修改和完善的渐进过程。
第1、2节 传感器__温度传感器和光传感器一、传感器 1.定义把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置。
2.组成一般由敏感元件和处理电路组成。
(1)敏感元件:将要测量的非电信息变换为易于测量的物理量,形成电信号的元件。
(2)处理电路:将敏感元件输出的电信号转变成便于显示、记录、处理和控制的电学量的电路。
3.敏感元件的原理(1)物理类:基于力、热、光、电磁和声等物理效应。
(2)化学类:基于化学反应的原理。
(3)生物类:基于酶、抗体和激素等分子识别功能。
二、温度传感器 1.分类(1)热双金属片温度传感器。
(2)热电阻传感器。
1.传感器通常是把被测的非电信息,按一定规律转换成与之对应的电信息的器件或装置。
它一般由敏感元件和处理电路组成。
2.敏感元件是传感器的重要组成部分,它可以分为如下三类:物理类、化学类、生物类。
3.温度传感器有热双金属片温度传感器、金属热电阻传感器、热敏电阻传感器等。
4.光传感器是测量光信号的传感器,实现光信号向电信号的转化。
(3)热敏电阻传感器。
①NTC型:电阻值随温度升高而减小。
②PTC型:电阻值随温度升高而增大。
2.作用将温度变化转换为电学量变化,通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量。
3.热敏电阻的热敏特性(1)实验探究①实验器材:热敏电阻(正温度系数或负温度系数)、烧杯、水、酒精灯、欧姆表、开关、温度计。
②实验装置:如图311所示。
图311③实验过程及数据处理:用酒精灯加热,测出水中各温度下欧姆表的读数,由实验数据绘出Rt图像。
(2)实验结论:热敏电阻的阻值随温度的变化而变化,正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而增大,负温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
三、光传感器1.原理某些金属或半导体材料,在电路中受到光照时,产生电流或电压,实现光信号向电信号的转化。