高二物理传感器及其工作原理
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高二物理知识点总结在学习新知识的同时还要复习以前的旧知识,肯定会累,所以要注意劳逸结合。
只有充沛的精力才能迎接新的挑战,才会有事半功倍的学习。
下面给大家分享一些关于高二物理知识点总结,希望对大家有所帮助。
高二物理知识点1一、传感器的及其工作原理1、有一些元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断.我们把这种元件叫做传感器.它的优点是:把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了.2、光敏电阻在光照射下电阻变化的原因:有些物质,例如硫化镉,是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好.光照越强,光敏电阻阻值越小.3、金属导体的电阻随温度的升高而增大,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显.金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.二、传感器的应用(一)1.光敏电阻2.热敏电阻和金属热电阻3.电容式位移传感器4.力传感器————将力信号转化为电流信号的元件.5.霍尔元件霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件.外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电场;横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板左右两例会形成稳定的电压,被称为霍尔电势差或霍尔电压.三、传感器的应用(二)1.传感器应用的一般模式2.传感器应用:力传感器的应用——电子秤声传感器的应用——话筒温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器四、传感器的应用实例:1、光控开关2、温度报警器五、传感器定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
传感器高二知识点总结传感器是一种能够感知和测量环境中物理量和化学量的装置。
它们广泛应用于各个领域,如工业、医疗、农业等。
在高二的物理学习中,我们学习了各种传感器的原理和应用。
本文将对传感器的相关知识点进行总结。
一、传感器的基本原理传感器是通过将物理量或化学量转换为电信号来实现测量的。
它们通常包括感知元件和转换元件两部分。
感知元件用于感知环境中的物理量或化学量,并将其转换为与之对应的非电信号,例如压力传感器的感知元件可以是薄膜或压力敏感电阻。
转换元件将非电信号转换为电信号,常见的转换方式包括电阻、电容、感应等。
通过测量电信号的特性,我们可以获取环境中的物理量或化学量。
二、常见传感器的类型和应用1. 压力传感器:用于测量物体所受的压力。
常见的应用包括工业自动化中的压力检测、汽车中的轮胎压力监测等。
2. 温度传感器:用于测量环境的温度。
广泛应用于空调、冰箱、温度控制系统等。
3. 光电传感器:用于测量光的强度或光的特性。
在自动化生产中,光电传感器被广泛应用于物体检测、物体计数等。
4. 加速度传感器:用于测量物体的加速度。
在手机、游戏手柄等设备中,加速度传感器被用于实现重力感应或者运动控制。
5. 湿度传感器:用于测量环境的湿度。
在气象监测、温湿度控制系统中得到广泛应用。
6. 气体传感器:用于测量空气中气体的浓度。
在空气质量检测、火灾报警等方面起着重要作用。
三、传感器的特点和选择1. 灵敏度:传感器的灵敏度指的是其对被测量物理量变化的响应程度。
灵敏度越高,传感器所能测量的范围也就越宽。
2. 精度:传感器的精度是指其测量结果与真实值之间的误差范围。
精度越高,传感器所提供的测量结果越准确。
3. 可靠性:传感器的可靠性是指其在长期使用中的稳定性和可靠性。
可靠性较高的传感器具有较长的使用寿命。
4. 成本:传感器的成本是选择传感器时需要考虑的重要因素之一。
不同类型的传感器成本差异较大,需要根据具体应用需求进行选择。
选择合适的传感器需要综合考虑以上因素,并根据具体应用场景需求进行权衡。
教科版高二上册物理传感器及其应用的知识点教科版高二上册物理传感器及其应用的知识点一、传感器的及其工作原理1、有一些元件它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断.我们把这种元件叫做传感器.它的优点是:把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了.2、光敏电阻在光照射下电阻变化的原因:有些物质,例如硫化镉,是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导电性变好.光照越强,光敏电阻阻值越小.3、金属导体的电阻随温度的升高而增大,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻值随温度变化非常明显.金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.二、传感器的应用(一)1.光敏电阻2.热敏电阻和金属热电阻3.电容式位移传感器4.力传感器————将力信号转化为电流信号的元件.5.霍尔元件霍尔元件是将电磁感应这个磁学量转化为电压这个电学量的元件.外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电场;横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板左右两例会形成稳定的电压,被称为霍尔电势差或霍尔电压.三、传感器的应用(二)1.传感器应用的一般模式2.传感器应用:力传感器的应用——电子秤声传感器的应用——话筒温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅、测温仪光传感器的应用——鼠标器、火灾报警器四、传感器的应用实例:1、光控开关2、温度报警器五、传感器定义国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(物理函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。
中国物联网校企联盟认为,传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。
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§6.1 传感器及其工作原理
【学习目标】
1、 知道什么是传感器
2、 了解传感器的常用元件的特征
【自主学习
】
一、 传感器:
传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、
声、化学成分等_____量,并能把它们按照一定的规律转换
为电压、电流等____量,或转换为电路的通断。把非电学量
转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控
制了。
传感器一般由敏感元件和输出部分组成,通过敏感元件获取
外界信息并转换____信号,通过输出部分输出,然后经控制
器分析处理。
常见的传感器有:_____、_____、_____、_
____、力
传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。
二、 常见传感器元件:
1、 光敏电阻:光敏电阻的材料是一种半导体,无光照时,载
流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载流子增多,导
电性能变好,光敏电阻能够把_____
这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛,可以看
2
到光线的强弱。
2、金属热电阻和热敏电阻:金属热电阻的电阻率随温度的升高
而____,用金属丝可以制作____传感器,称为_____。
它能用把____这个热学量转换为____这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而____或____。
与热敏电阻相比,金属热电阻的_____好,测温范围___,
但____较差。
3、电容式位移传感器能够把物体的____这个力学量转换为
___这个电学量。
4、霍尔元件能够把______这个磁学量转换为电压这个电
学量
【典型例题
】
例一、 如图所示,将万用表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表
的两支表笔与一热敏电阻Rt的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘
的正中间。若往Rt上擦一些酒精,表针将向____(填“左”或“右”)
移动;若用吹风机将热风吹向电阻,表针将向____(填“左”或
“右”)移动。
例二、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力
的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时,可使膜片产
3
生形变,引起电容的变化,将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合
电路,那么( )
A、 当F向上压膜片电极时,电容将
减小
B、 当F向上压膜片电极时,电容将增大
C、 若电流计有示数,则压力F发生变化
D、 若电流计有示数,则压力F不发生变化
例三、如图所示,有电流I流过长方体金属块,金属块宽度为d,高
为b,有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里,金属块单位
体积内的自由电子数为n,试问金属块上、下表面哪面电势高?电势
差是多少?(此题描述的是著名的霍尔效应现象)
【针对训练
】
1、简单的说,光敏电阻就是一个简单的_____传感器,热敏电
阻就是一个简单的_____传感器。
2、 为解决楼道的照明,在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路
的相接。当楼道内有走动而发出声响时,电灯即与电源接通而发光,
这种传感器为____传感器,它输入的是____信号,经传感
4
器转换后,输出的是____信号。
3、 如图所示,是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂
上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导电液构成电容品
的两极,把这两极接入外电路中的电流变化说明电容值增大时,
则导电液体的深度h变化为( )
A、 h增大
B、 h减小
C、h不变
D、无法确定
4、 如图所示,R1为定值电阻,R2为热敏电阻,L为小灯泡,当温
度降低时( )
A、 R1两端的电压增大
B、 电流表的示数增大
C、 小灯泡的亮度变强
D、 小灯泡的亮度变弱
5、 如图所示,为一种测定角度的传感器,当彼此绝缘的金属板构
成的动片与定片之间的角度发生变化时,试分析传感器是如何将
它的这种变化转化为电学量的。
5
【能力训练
】
1、关于光敏电阻,下列说法正确的是( )
A、 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B、 硫化镉是一种半导体材料,无光照射时,载流子极少,导电性
能不好
C、 硫化镉是一种半导体材料,无光照射时,载流子较少,导电性
能良好
D、 半导体材料的硫化镉,随着光照的增强,载流子增多,导电性
能变好
2、霍尔元件能转换哪两个量( )
A、 把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B、 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个
电学量
C、 把力转换为电压这个电学量
D、 把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电
学量
3、如图所示是测定位移的电容式传感器,其工作原理是哪个量的变
化,造成其电容的变化( )
A、电介质进入极板的长度
B、两极板间距
6
C、两极板正对面积
D、极板所带电量
4、如图所示,R1、R2为定值电阻,L是小灯泡,R3为光敏电阻,
当照射光强度增大时,( )
A、电压表的示数增大
B、R2中电流减小
C、小灯泡的功率增大
D、电路的路端电压增大
5、如图所示,R3是光敏电阻,当开关S闭合后在没有光照射时,a、
b两点等电势,当用光照射电阻R3时,则
( )
A、R3的电阻变小,a点电势高于b点电
势
B、R3的电阻变小,a点电势低于b点电势
C、R3的电阻变小,a点电势等于b点电势
D、R3的电阻变大,a点电势低于b点电势
6、有一电学元件,温度升高时电阻却大幅度减小,则这种元件可能
是( )
A、金属导体 B、绝缘体 C、半导体 D、超导体
7、如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由冷水
变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )
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A、 如果R为金属热电阻,读数变大,
且变化非常明显
B、 如果R为金属热电阻,读数变小,
且变化不明显
C、 如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显
D、 如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显
8、图是霍尔元件的工作原理示意图,用d表示薄片的厚度,k为霍
尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持I恒定,则可以
验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是( )
A、 将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作
面,UH将变大
B、 在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工
作面应保持水平
C、 在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水
平
D、 改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,UH将发生变化
9、如图所示宽度为d,厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强
度为B的匀强磁场中,当有电流I通过金属板时,在金属板上侧面A
和下侧面间产生电势差,这种现象叫霍尔效应,若金属板内自由电子
密度为n,则产生的电势差U=_____
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【学后反思
】
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参考答案
典型例题:
例1、 分析:若往Rt上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻
Rt温度降低,电阻值增大,所以电流减小,指针应向左偏;用吹
风机将热风吹向电阻,电阻Rt温度升高,电阻值减小,电流增大,
指针向右偏。_左_ _右__
例2、分析:热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电
阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热
敏电阻不随之变化。 答案:AC
例3、分析:当F向上压膜片电极时,电容器的电容将增大,电流计
有示数,则压力F发生了变化。 答案:BC
例4、解:因为自由电荷为电子,故由左手定则可判断电子向上偏,
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则上表面聚集负电荷,下表面带多余的正电荷,故下表面电势高,设
其稳定电压为U。
当运动电荷所受电场力与洛伦兹力平衡时,即qUb=QvB
又因为导体中的电流I=neSv=nev·bd
故U=BIned
答案:下表面电势高 电势差为BIned
针对训练:
1、 光电 热电
2、 声控 声音 电
3、 A 4、C
5、角度增大,正对面积减小,电容器电容变小
能力训练:1、ABD 2、B 3、A 4、ABC 5、A 6、C 7、C
8、ABD
9、BIned