粤教版物理选修3-2《第三章 传感器 第02节 探究传感器的原理》优质课教案

粤教版物理选修3-2《第三章 传感器 第02节 探究传感器的原理》优质课教案

自动门、家电遥控器、防火报警器等都用到了__________传感器；照相机中用到了__________传感器；电子秤用了___________传感器

2、在农业生产中，自动灌溉系统用了_________传感器；粮库管理用了_________传感器和__________传感器

二、探究传感器原理

１、热敏电阻（负温度传感器）：随温度的升高电阻迅速___________

２、光敏电阻（光电传感器）:　随温度的升高电阻迅速____________

三、传感器的分类:

1.力电传感器:力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS防抱死制动系统等。

（1）测物体的质量

（2）测物体加速度

例题：加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。如图为应变式加速度计示意图，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端的滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的质量为m，两弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为E，内电阻不计，滑动变阻器的总电阻为R，有效长度为L，静态时输出电压为U0。试求加速度a与输出电压U的关系式。

（3）测物体角速度

角速度计：可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度,其结构如图所示。当系统绕轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，系统静止时P在B点，当系统以角速度ω转动时，试写出输出电压U与ω的函数式。

2。热电传感器

热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的,如各种家用电器(空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。

例题：如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U 的变化情况是（ ）

A.　I 变大，U 变大 B.　I 变小，U 变小

C.　I 变小，U 变大 D.　I 变大，U 变小

３.光电传感器

光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。如果是光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的原理制成的。如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。

例题：如图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 ( )

A. 当有光照射R1时,信号处理系统获得较高电压

B. 当有光照射R1时,信号处理系统获得较低电压

C. 信号处理系统每获得一次较低电压就记数一次

D.信号处理系统每获得一次较高电压就记数一次

4.声电传感器