20xx粤教版高中物理选修3-23-1-2认识传感器

20xx粤教版高中物理选修3-23-1-2认识传感器内容摘要：

阻值大小与温度的高低有关． 温度变化，阻值有明显变化． ( 2) 作用：热敏电阻可以将温度的高低这个热学量转化为电阻这个电学量． ( 3) 分类：热敏电阻一般用人工合成的新型陶瓷材料制成．半导体材料的导电性能对温度的变化很敏感，热 敏电阻所用材料根据其温度特性可分为三类：正温度系数热敏电阻、负温度系数热敏电阻和临界温度热敏电阻． 正温度系数的热敏材料 ( P TC ) ，它的电阻随温度上升而增加． 负温度系数的热敏材料 ( NTC ) ，它的电阻随温度的上升而下降． 临界温度系数的热敏材料 ( CTC ) ，它的电阻在很小的温度范围( 临界 ) 内急剧下降． ( 4) 热敏电阻的用途 热敏电阻器的用途十分广泛，主要应用于： ① 利用电阻 — 温度特性来测量温度，控制温度和元件、器件、电路的温度补偿； ② 利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护的作用； ③ 利用不同媒质热耗散特性 的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等； ④ 利用热惯性作为时间延迟器． 金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以做成传感器，称为热电阻． 金属电阻随温度的升高而增加． 金属热电阻也是将温度的高低这个热学量转换为电阻这个电学量． 热敏电阻和金属热电阻的比较 热敏电阻 金属热电阻 特点 电阻率随温度改变 而改变 电阻率随温度升高 而增大 制作材料 半导体材料，氧化锰等金属氧化物 金属铂 优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大 作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学 量 【典例 1 】 关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是 ( ) ． A ．非电学量 → 敏感元件 → 转换电路 → 电学量 → 转换元件 B ．电学量 → 敏感元件 → 转换电路 → 转换元件 → 非电学量 C ．非电学量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电学量 D ．非电学量 → 转换电路 → 转换元件 → 敏感元件 → 电学量 传感器的概念 解析 传感器工作的一般流程为：非电学量 敏感元件 , 转换元件 , 转换电路 , 电学量，因此A 、 B 、 D 错， C 对． 答案 C 【变式 1 】 ( 双选 ) 传感器担负着信息采集的任务，其工作过程可能是 ( ) ． A ．将力学量 ( 如形变量 ) 转变成电学量 B ．将热学量转变成电学量 C ．将电学量转变成光学量 D ．将电学量转变成力学量 解析 传感器是指能将力、热、光、声等非电学量，按一定的规律转换为电压、电流等电学量的一类元件，故 A 、 B 选项正确． 答案 AB 【典例 2 】 如 图 3 1 、 2 6 所示， R R2为定值电阻， L 为小灯泡， R3为光敏电阻，当照射光强度增大时 ( ) ． A ．电压表的示数减小 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 思路点拨 当照射光强度增大时，光敏电阻阻值发生变化，然后根据直流电路的动态分析方法进行判断． 光敏电阻的特性 图 3 26 解析 光的强度是被测量，光敏电阻 R3为光敏感元件，同时也是转换器件．当光强度增大时， R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小， R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大， A 、 D项错误．由路端电压减小，而 R1两端电压增大，可知 R2两端。