1、选修3-2 第六章传感器,新旧教材对比,选修3-2,第六章 传感器 一、课程标准内容 1、知道非电学量转换成电学量的技术意义。 2、通过实验，知道常见传感器的工作原理。 3、列举传感器在生活和生产中的应用。这章讲的只是简单原理，没有难以理解的东西，更没有定量的计算。搞好这章教学的关键是多做实验。很多初看起来不易弄清的原理，动手一做就明白了。,2009年课改区高考说明：,安徽，2009年高考物理考试说明：分值从120改为110；选修3-1中“简单的逻辑电路”，选修3-2中“传感器”和选修3-5中“波粒二象性”不列入考试内容。 江苏、河南等，原65考点“传感器及其工作原理”、66考点“传感器的应用
2、”合并为一个考点“传感器”。 山东、宁夏、浙江等，实验十一：“传感器的简单使用”作为考点。 在部分说明的说明中，强调：“突出以传感器为知识背景构思试题，与现实生活密切联系。”,教学设计思路,1、注意理性分析与感性认识相结合； 2、增加学生探究活动，了解和体验利用敏感元件实现传感器功能的一般过程； 3、注意内容与要求的层次性； 4、尝试教学模式的转变。,一、 理解概念规律,1什么是传感器？传感器是指这样一类元件或装置：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。,2我们主要认识那几种传感器？,光传感器：光敏电阻、光电池
3、、光电三极管 温度传感器：热敏电阻、金属热电阻、双金属片、感温铁氧体 磁传感器：干簧管、霍尔元件 力传感器 声传感器：动圈式话筒、电容式话筒、驻极体话筒 其它如：湿敏电阻、压强、热电偶等一般性了解即可。,3认识几种元件（附加）,二极管、发光二极管 三极管 74LS14集成斯密特触发器（六个非门） 74LS00集成电路块（四个2输入端的与非门）,（二）几种传感器的工作原理,1光传感器,（1）光敏电阻,图6.2-1,硫化镉CdS，无光照时，载流子极少，电阻较大，随着光的照度增大， CdS材料中载流子浓度增加，电阻值变小。,实验1：使用电压表欧姆挡，置于倍率为100或1K挡。室内自然光照射下电阻大约
4、1K，用黑色遮光罩罩住时的电阻大约40K。 常用工作电路：分压电路。,图6.2-3,例：光控开关： 光敏电阻，黑暗时电阻值很大（50K），光照时电阻值较小（K），R1是一个50K的可变电阻， R2是一个100的保护电阻。,（2）光电池,用半导体制成的把光能转换为电能的装置，常用的半导体材料有硒光电池、硅光电池、砷化镓太阳电池。,（3）光电三极管*(光电二极管*),光电三极管也是一种光敏器件，虽然有三个电极，但是只从发射极e、集电极c两极接出引脚。,图6.2-4,2温度传感器,（1）热敏电阻：,NTC负温度系数热敏电阻 PTC正温度系数热敏电阻,实验：将一只常温下（室温约25）电阻约180190
5、，负温度系数的热敏电阻接到多用表的两端，选择欧姆挡10倍率，用手指捂住热敏电阻时可以见到电阻下降至150160，用棉花沾酒精涂在热敏电阻的两个表面上，电阻上升到约220。,热敏电阻的常用工作电路：,图6.2-11,（2）金属热电阻,（3）双金属片：,图6.2-12,（4）感温铁氧体：实验：对感温铁氧体加热，温度达到“居里点”以上时，铁氧体失去铁磁性。,感温铁氧体的“居里点”： 感温铁氧体在常温下具有铁磁性，但温度升高到103时便失去了铁磁性，这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”。,温度传感器的应用电饭锅,电饭锅的构造 思考与讨论： 开始做饭时为什么要压下开关按钮？ 若用电饭锅烧水，水
6、在沸腾以后是否会自动断电？,3磁传感器,（1）干簧管,（2）霍尔元件 实验电路如图，R取300可调电阻，调节电流约为10mA，在M、N之间连接数字电压表，将磁铁的一个磁极从远处逐渐靠近霍尔元件有字符（点）的一面，观测霍尔电压（即电压表）的变化。,4力传感器,力传感器,力传感器由金属弹性梁和应变片组成。弹性梁的右端固定，左端加力时，弹性梁发生弯曲，上面的两个电阻被拉长截面积变小，电阻变大，下面两个电阻被压缩长度变小截面积变大，电阻减小，使得电路中的电压发生变化，输出端AB之间电压发生相应的变化，它表示了力的变化。,5声传感器,（1）动圈式话筒,（2）电容式话筒,图6.2-21,（3）驻极体话筒
7、声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片（电介质），在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后将电介质放入高压电场中，在前后两个表面上分别出现正电荷与负电荷，这个现象称为极化。,实验：用驻极体话筒观察声音信号,图6.3-1,观察音叉发声的波形对着话筒说话比较两者的波形有何区别。,（三）认识几种元件,1、晶体管（1）普通二极管：（2）发光二极管：电阻小的，黑表笔相连的 引脚是发光二极管的正极。,（3）晶体三极管：,在电子电路中三极管一般有两种作用：放大微弱信号电流或电压；开关作用，常用来实现逻辑功能。,2.集成斯密特触发器,74LS14型，有6个非门，实验时只用其中的一个,3.与门集成电路：,谢 谢 ！,
