高二物理认识传感器

初步认识传感器

一、什么是传感器 传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会（IEC:InternationalElectrotechnical Committee）的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理（模拟或数字）能力的系统”。 传感器的发展历程的可大致分为三代：第一代是结构型传感器，它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二代是上 70 年代发展起来的固体型传感器，这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成。第三代传感器是 2000 年开始逐渐发展的智能型传感器。智能传感器至今科学界尚无规范化的统一定义，简单概括，智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。 在当今这个信息化的时代，传感器诸多的应用场景需要更加快速地获得更精准更全面的信息。 以物联网为例，传感器位于最关键的感知层，不仅像传统传感器一样作为接收和传递信息的入口，更需要分析、处理、记忆、存储海量数据的这些功能。而智能传感器则可以充分满足这些要求，其具体优势功能包括：（1）自补偿与自诊断功能；（2）信息存储与记忆功能；（3）自学习与自适应功能；（4）数字输出功能 二、传感器市场和分类 目前主流的传感器以气体传感器、流量传感器、压力传感器、热释电传感器和湿度传感器为主，并覆盖加速度传感器、柔性传感器、MEMS 传感器等。

目前，部分传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。 传感器市场的主要增长来自于可穿戴设备传感器、MEMS传感器、生物传感器等新兴智能传感器。 全球市场的众多产品中，CMOS图像传感器市占率最高，占据全球近 45%的市场份额，其次是指纹传感器、压力传感器、射频识别传感器，三者市占率均为 9%。 根据中国信通院最新的数据统计，2016 年全球智能传感器市场规模达 258 亿美元（1710 亿人民币），预计 2019 年将达到 378.5 亿美元，年均符合增长率 13.6%。 根据 Global Market Insights 最新的数据统计， 2015 年，美洲地区占据了全球市场的最大份额，亚太地区（中国、日本、韩国、印度、澳大利亚）位居第二，占领了 23%的市场份额。美洲地区预计在 2022 年前将一直主导智能传感器市场。而亚太地区由于汽车和消费电子领域等下游产业的带动，则成为市场规模增长最快的地区。

传感器分类及常见传感器的应用

机电一体化技术常用传感器及其原理 班级：机械设计制造及其自动化： 学号：

一、传感器的分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1．电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。

2．磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测量。 3．光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。7．谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。

通用技术认识传感器课件及其教案

通用技术《认识传感器》课件及其教案 选修 选修1：电子控制技术 电子控制技术是一门运用电子电路实现信息或能量改变的技术。本模块提供了学习设计和制作电子控制系统的机会，以使学生接触和尝试解决更具有趣味、更富有价值的技术问题。 本模块由“传感器”“数字电路”“电磁继电器”和“电子控制系统及其应用”四个主题组成。前面三个主题分别阐述电子控制系统的三个组成部分，突出各个组成部分的作用。第四个主题是将前三个主题组合成一个控制系统，并通过应用性设计，对“技术与设计1”和“技术与设计2”内容进行应用、综合和拓展。 通过本模块的学习，学生应该了解电子控制电路的构成，知道数字电路的基础知识及其在电子控制技术中的应用；学会设计和安装电子控制电路，能运用系统的方法分析电子控制的过程和可能发生的故障，并用试验的方法进行优化，以提高解决实际技术问题的能力。 教学中应密切结合学生的生活经验和典型实例，把重点放在电子控制电路的实际运用和改进上，强调综合运用系统和控制的方法，分析和解决设计中遇到的问题。 (一) 传感器 【课程目标】 1．认识常见的传感器，能用多用电表检测传感器。 2．知道传感器的作用及其应用。 【学习要求】 1．能认识常见传感器的实物外形和电路符号。 2．能使用多用电表检测光敏传感器、热敏传感器等常见传感器。 3．知道传感器的作用和应用。 【教学建议】 1．在教学中，应尽量收集多种传感器实物，让学生从外形上认识常见的传感器。 2．在教学中，可通过人体的感觉器官与传感器的对应类比，引入并认识传感器的特性。 3．在传感器的应用案例教学中，可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关的技术资料等多种方式，了解各种传感器在生活、生产、军事等方面的应用，分析它在电子控制系统中的作用。如：热敏传感器可以在自动电饭锅、冰箱等电器中用来控制温度。 (二) 数字电路 【课程目标】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号的优点。 2．知道数字信号中“1”和“0”的意义，了解数字电路是一种能够方便地处理“1”和“0”两种状态的电路。 3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用。 4．熟悉与门、或门和非门等三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 5．知道与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 6．知道常见的数字集成电路的类型，并能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。 7．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。 【学习要求】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号中“1”和“0”

高中物理选修3-1教案2：2.9 实验：练习使用多用电表教学设计

9 实验：练习使用多用电表 实验目的 (1)了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法。 (2)会使用多用电表测电压、电流及电阻。 (3)会用多用电表探索黑箱中的电学元件。 实验原理 1．表盘 多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。外形如图所示：上半部为表盘，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程。另外，还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和测试笔的插孔。 由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每个项目的量程都有专门的标度，有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度。 2．欧姆表的原理 欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示。R为调零电 阻，红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，使指针满偏。根据闭合电路欧姆定律有I g＝E R g＋R＋r，

当红、黑表笔之间接有未知电阻R x时，有I＝E R g＋R＋r＋R x，故每一个未知电阻都对应一个电流值I。我们在刻度盘上直接标出I对应的R x的值，则所测电阻R x即可从表盘上直接读出。由于I与R的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的， 电阻的零刻度在电流满偏处。当R x＝R g＋R＋r时，I＝I g 2，指针半偏，所以欧姆表的内阻等 于中值电阻。 3．内部结构 多用电表是由一个小量程的电流表与若干元件组成的，如图所示，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。 如图中1、2为电流测量端，3、4为电阻测量端，5.6为电压测量端，测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过转换开关接入与待测量相对应的测量端。 实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 实验步骤 (1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。 (4)如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压。 (5)如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流。

(完整版)高中物理《传感器的应用实验》教案

高中物理《传感器的应用实验》教案转载 一、教材分析 本节继第三节介绍四种传感器的应用实例之后，再进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力以及动手能力，并通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。 二、教学目标 1．知识目标： （1）、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。 （2）、知道晶体三极管的放大特性。 (3)、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。 2．能力目标： 通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。 3．情感、态度和价值观目标： 培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。 三、教学重点难点 重点：传感器的应用实例。 难点：由门电路控制的传感器的工作原理。 四、学情分析 我们的学生属于理解较差，动手能力不好，尽量让学生多动手，必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。 五、教学方法 PPT课件，演示实验，讲授 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习新课，初步把握实验原理及方法步骤。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前准备好斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻等材料用具。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？

学生思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器 这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。（三）合作探究、精讲点拨。 探究一：（！）普通二极管和发光二极管 1、二极管具有单向导电性 2、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于1.8V。 （2）晶体三极管 1、三极管具有电流放大作用。 2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。 3、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。 （三）逻辑电路 逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门， 1．与逻辑 对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1. 2．或逻辑 对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0. 3.非门电路 对于非门电路，当输入为0时，输出总是1，当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。 4.斯密特电路： 斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。 探究点二：应用实例 1、光控开关 电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管LED模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。

带你认识基本的传感器特性参数

带你认识基本的传感器 特性参数 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

带你认识基本的传感器特性参数 传感器的关键性能参数有多种，其中最为基本的有：量程、灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、带宽，本文将对这些参数进行一一介绍。 量程 每个传感器都有自身的测量范围，被测量处在这个范围内时，传感器的输出信号才是有一定的准确性的。 传感器的量程X FS、满量程输出值Y FS、测量上限X max、测量下限X min的关系见下图。 灵敏度 传感器的灵敏度是指其输出变化量ΔY与输入变化量ΔX的比值，可以用k表示。对于一个线性度非常高的传感器来说，也可认为等于其满量程输出值Y FS与量程X FS的比值。灵敏度高通常意味着传感器的信噪比高，这将会方便信号的传递、调理及计算。 k=ΔY ΔX 线性度 传感器的线性度又称非线性误差，是指传感器的输出与输入之间的线性程度。理想的传感器输入-输出关系应该是程线性的，这样使用起来才最为方便。但实际中的传感器都不具备这种特性，只是不同程度的接近这种线性关系。 实际中有些传感器的输入-输出关系非常接近线性，在其量程范围内可以直接用一条直线来拟合其输入-输出关系。有些传感器则有很大的偏离，但通过进

行非线性补偿、差动使用等方式，也可以在工作点附近一定的范围内用直线来拟合其输入-输出关系。 选取拟合直线的方法很多，上图表示的是用最小二乘法求得的拟合直线，这是拟合精度最高的一种方法。实际特性曲线与拟合直线之间的偏差称之为传感器的非线性误差δ,其最大值与满量程输出值Y FS的比值即为线性度γL。 γL=± δ Y FS ×100% 迟滞 当输入量从小变大或从大变小时，所得到的传感器输出曲线通常是不重合的。也就是说，对于同样大小的输入信号，当传感器处于正行程或反行程时，其输出值是不一样大的，会有一个差值ΔH，这种现象称为传感器的迟滞。 产生迟滞现象的主要原因包括传感器敏感元件的材料特性、机械结构特性等，例如运动部件的摩擦、传动机构间隙、磁性敏感元件的磁滞等等。迟滞误差γH的具体数值一般由实验方法得到，用正反行程最大输出差值ΔH max的一半对其满量程输出值Y FS的比值来表示。 γH=±H max 2Y FS ×100% 重复性 一个传感器即便是在工作条件不变的情况下，若其输入量连续多次地按同一方向（从小到大或从大到小）做满量程变化，所得到的输出曲线也是会有不同的，可以用重复性误差γR来表示。 重复性误差是一种随机误差，常用正行程或反行程中的最大偏差ΔY max的一半对其满量程输出值Y FS的比值来表示。 γR=±Y max 2Y FS ×100%

传感器认识

通过对传感器与执行器工程学课程的学习以及阅读相关书籍资料，我对这门学科有了一定的了解。它是一门综合性的技术基础学科，需要数学、物理学、电子学、力学、机械等相关知识。传感器应用极其广泛，而且种类繁多，这一个学期的学习让我基本了解了传感器的基本概念及传感器的静、动态特性电阻式、电容式、电感式、压电式、热电式、磁敏式、光电式传感器与光纤传感器的结构、工作原理及应用。 传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系。当输入量为常量或变化很慢时，其关系为静态特性。当输入量随时间变换较快时，其关系为动态特性。 传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等 所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。 传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。传感器的组成并无严格的规定。 我们所研究的课题主要是跟盾构机相关。我们平时研究工作中应用的数据都是由企业人员或者我们自己去工作现场利用传感器测出。由于入学的时间有限，目前我所接触的科研项目尚未涉及到太多的传感器内容，只是最近教研室新添了一些不同量程的测力传感器。这些传感器通过无限网关以及节点来进行数据传输，不过需要人工进行标定。在标定的过程中，我们发现测量误差很大，我们分析是由于标定过程中的实物质量远远小于传感器的量程的原因。

高中物理 第2章 第4节 认识多用电表课后知能检测 粤教版选修31(1)

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第2章第4节认识多用电表课后知能检测粤教版选修3-1 1．用一个满偏电流为10 mA，内阻为40 Ω的电流表，一个电动势为1.5 V、内阻为1 Ω的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表，可变电阻应选( ) A．0～20 ΩB．0～50 Ω C．0～100 Ω D．0～200 Ω 【解析】设当表头满偏时，接入的阻值为R x，则 I g＝E R g＋r＋R x 所以R x＝E I g －r－R g＝( 1.5 0.01 －1－40) Ω＝109 Ω 所以只能选D. 【答案】 D 2．关于欧姆表，下列说法正确的是( ) A．欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的 B．由于电流和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的 C．使用欧姆表时，选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接，进行电阻调零，换挡后不必重新调零 D．若测量时指针偏角较小，应换用较小倍率挡测量 【答案】 A 3．使用多用表的欧姆档测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值( ) A．比真实值大 B．比真实值小 C．与真实值相等 D．可能比真实值大，也可能小 【解析】两手同时接触两表笔金属杆时，相当于被测导体两端并联上一个电阻，即测量值变小． 【答案】 B 4．用多用电表测量直流电压U和测量电阻R时，若红表笔插入正(＋)插孔，则( ) A．测电压U时红表笔电势高，测电阻R电流从红表笔流出 B．不管测电压U还是测电阻R，都是红表笔电势高

C ．测电压U 电流从红表笔流入，测电阻R 电流从红表笔流入 D ．测电压U 电流从红表笔流出，测电阻R 电流从红表笔流出 【解析】 用多用电表测量直流电压U 时，多用电表就是电压表，电流从红表笔流入，黑表笔流出，用多用电表测量电阻R 时，多用电表内部有电源，电流也是从红表笔流入，黑表笔流出，故C 正确、D 错误．测电压时电流源于外电路的电压，红表笔电势高，测电阻时电流源于内电路的电压，红表笔电势低，A 、B 错误． 【答案】 C 5．某同学在探究规格为“6 V 3 W”的小电珠伏安特性曲线实险中：在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至的挡位是( ) A ．直流电压10 V B ．直流电流5 mA C ．欧姆×100 D ．欧姆×1 【解析】 由小电珠的规格可知其电阻R ＝U 2P ＝62 3 Ω＝12 Ω，故应将选择开关旋至欧 姆挡“×1”，D 正确． 【答案】 D 6．(2012·北京四中高二检测)如图2－4－9所示为多用电表欧姆挡原理的示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻r g ＝100 Ω，调零电阻最大阻值R ＝50 kΩ，串联的固定电阻R 0＝50 Ω，电池的电动势E ＝1.5 V ，用它测量电阻R x ，能准确测量的阻值范围是( ) 图2－4－9 A ．30 kΩ～80 kΩ B ．3 k Ω～8 kΩ C ．300 kΩ～800 kΩ D ．30 000 kΩ～8 000 kΩ 【解析】 本题考查欧姆表的测量原理，可根据欧姆表原理求出欧姆表的中值电阻，跟中值电阻相当的电阻就是能准确测出的阻值范围． 12I g ＝E R 0＋R ＋r g ＋R 中＝E 2R 0＋R ＋r g ， 其中R 中＝R 0＋R ＋r g .

市场上常见的压力传感器的种类及原理分析

市场上常见的压力传感器的种类及原理分析 什么是压力传感器呢?压力传感器是指将接收的气体、液体等压力信号转变成标准的电流信号(4~20mADC)，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节的元器件。它主要是由测压元件传感器、测量电路和过程连接件等组成的（进气压力传感器）。 那么压力传感器的种类有哪些呢?就目前市场而言，压力传感器一般有差压传感器、绝压传感器、表压传感器，静态压力传感器和动态压力传感器。对于这几者之间的关系，我们可以这样定义定义：差压是两个实际压力的差，当差压中一个实际压力为大气压时，差压就是表压力。绝压是实际压力，而有意义的是表压力，表压力=绝压-大气压力。静态压力是管道内流体不流动时的压力。动态压力可以简单理解为管道内流体流动后发生的压力。 根据不同的方式压力传感器的种类也不尽相同。小编通过搜集整理资料，将与压力传感器的种类相关的知识做如下介绍，下面我们来看具体分析。 1.扩散硅压力传感器 扩散硅压力传感器工作原理是被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。 扩散硅压力传感器原理图 2.压电式压力传感器 (1)压电式压力传感器原理 压电式压力传感器原理基于压电效应。压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。 (2)压电式压力传感器的种类与应用 压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。 现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。石英是一种非常好的压电材料，压电效

认识常见传感器

认识常见传感器 教学目标： 1.让学生认识常见传感器，并知道其作用。 2.让学生会用万用表检测传感器的好坏。 教学重点： 1.传感器及其作用的认识。 2.万用表检测传感器的好坏。 教学难点： 1.理解传感器的作用。 2.万用表检测传感器的好坏。 教学过程： （一）新课导入：让学生观看真人版忍者切水果视频。 教师问：怎么能将真人切西瓜的动作导入到游戏中？ 老师回答今天将要学习的传感器就能实现这种功能。 （二）人与传感器 案例一：天气预报图， 教师问：你们事前和当时是怎么获得气温信息的？ 学生答：事前通过看天气预报，当天则是通过皮肤感觉。 师生共同总结：在事前是通过眼睛观察天气预报知道将要降温，并将这个信息传给大脑进行处理。在降温那天，是通过自己的皮肤感觉到降温，并将这个信息传给大脑进行处理。 教师总结：从天气预报这个案例可以知道人体上有很多传感器。这些传感器和电子控制系统中的传感器具有功能相似性。例如——人体中耳朵的作用就是获得外界的声音信号，并将它转换成大脑能够处理的脑电波信号，给大脑处理，作出相应的反映。与此相似的声敏传感器将外界的声音信号转换为电子电路能够处理的电信号。 学生通过看书、连线等方式说出人体与传感器的一一对应的关系。 （三）传感器 （1）传感器的定义：传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量

输出的一种装置。 （2）传感器组成：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为电信号，通过输出部分输出。以磁敏传感器干簧管为例，说明传感器的组成。 （3）传感器作用：在电子控制系统中，传感器是必不可少的元件，是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。 传感器是电子控制系统中的输入部分。传感器的作用就是获得外界信息，并将这些物理信号转换成电子电路能够处理的电信号。这些物理量包括角度、位移、速度、压力、温度、湿度、声强、光强等。电信号包括电压、电流、电阻、电容等。传感器是两者转换的媒介。 （4）传感器分类：按照传感器所获取信息的物理量进行分类可以分为1光敏传感器（光敏电阻、红外线传感器、光敏二极管、光敏三极管、光电池、半导体图像传感器等）；2热敏传感器（热敏电阻、双金属片、热电偶、非接触式温度传感器等）；3磁敏传感器(干簧管、霍尔元件、磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管)；4声敏传感器；5气敏传感器；6味敏传感器；7压敏传感器；8湿敏传感器；9位移传感器。并根据获得物理量的特点说明传感器的外形特点。 介绍完传感器的分类后，让同学们根据各种传感器的外形识别七种传感器，更加巩固学生对传感器的认识。掌握常见传感器的结构图和电路符号。 通过酒精检测、自动门、倒车雷达、空调、台灯和防盗红外线一些具体的例子，来分析传感器的运用和作用，能说出各种信号之间的转换。经过这些具体例子的分析后，学生更加认识了传感器，进行知识的运用。提问饮料生产线上统计产量和排除不达标准质量的饮料运用了哪些传感器，并指出从什么信号转换成什么信号。 （四）传感器的检测 通过测量光敏传感器的电阻和电压实验学习传感器检测方面的知识。为了确定传感器的好坏，我们必须对它进行检测。在精度要求不高的检测时，通常可以用多用电表。在做实验之前，向学生讲解万用表的使用知识和注意事项。 实验： 1.画出电路图；

高中物理第2章电路第4节认识多用电表教案粤教版选修3_1.doc

第四节认识多用电表 [学习目标] 1.[物理观念]了解欧姆表的结构和刻度特点，理解欧姆表测电阻的原理．(重点) 2.[科学探究]学会使用欧姆表测电阻．(重点) 3.[科学思维]理解并掌握多用电表的工作原理．(重点、难点) 4.[科学探究]掌握使用多用电表测电压、电流及判断二极管的质量和极性，会用其探索简单黑箱中的电学元件及连接方式．(重点、难点) 一、多用电表的原理 1．构造：指针式多用电表由表头、测量电路、转换开关以及红、黑测量表笔等组成．2．内部电路：(如图所示) 转换开关功能量程比较 接入1或2电流表接1端量程大 接入3或4电压表R3

(4)当红、黑表笔间接入某一电阻R x时，电流表中的电流I＝E R＋R g＋r＋R x ，因调零后R ＋R g＋r保持不变，所以R x与I一一对应．若在电流表刻度盘上直接标出与I相对应的R x值，就可以从刻度盘上直接读出R x值了． 二、多用电表的使用 1．使用多用电表测量电压 (1)选择直流电压挡合适的量程． (2)将电表与被测电路并联． 2．使用多用电表测量电流 (1)选择直流电流挡合适的量程． (2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，让电流从红表笔流入电表． (3)读数时，首先要认清刻度盘上的量程． 3．用多用电表测电阻 将选择开关扳到欧姆挡上，此时红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极．选好量程后，先欧姆调零，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到OFF挡．用多用电表测电压、测电流以及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表． 4．用多用电表判断二极管的质量及极性 晶体二极管有两个电极，一个叫正极，一个叫负极，二极管正向电阻比较小，反向电阻比较大．用多用电表可以判断二极管的质量，或区分它的正、负极． 1．正误判断 (1)利用多用电表既可以测电流、电压、电阻，还可以判断电路故障．(√) (2)多用电表是借助了闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点制成的． (√) (3)用欧姆表测电阻，指针摆动的角度越大，则被测电阻越大．(×) (4)使用多用电表欧姆挡测电阻时，指针摆动角度越大，测量越精确．(×) (5)欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞.(√) 2．下列说法中正确的是( ) A．欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞ B．用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是一样的 C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越大 D．用欧姆表测电阻时，选不同挡位时，指针越靠近右边误差越小 A [欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞，所以A对；用不同挡的欧姆表测量同一电阻

高二物理传感器及其应用习题

传感器及其应用 课时安排：2课时 教学目标：1．知道什么是传感器，知道传感器是由敏感元件、电子线路与控制线路等组成的2．常见的传感器工作原理及简单应用 3．应用传感器知识解决一些实际问题 本讲重点：常见的传感器工作原理及简单应用 本讲难点：应用传感器知识解决一些实际问题 考点点拨：1．热敏电阻的特性 2．光敏电阻的特性 3．力传感器的应用 4．温度传感器的应用 5．霍尔元件的应用 第一课时 一、考点扫描 知识整合 1．什么是传感器？它是怎样的一类元件？ 2．热敏电阻和金属热电阻是一回事吗？它们的阻值随温度分别怎样变化？ 3．霍尔电压U H=__________，式中各量分别表示什么？ 4．光敏电阻有何特性？ 5．传感器应用的一般模式是怎样的？请画图表示。 6．常用的一种力传感器是由_________和__________组成的，________是一种敏感元件，现在多用半导体材料组成，受压时其上表面拉伸，电阻变_____，下表面压缩，电阻变_____。外力越大，这两个表面的电压差值就越_____。 7．指出以下传感器应用的实例中，所应用的传感器，或主要元件。 （1）电子秤：_________的应用，敏感元件是_________ （2）话筒：_________的应用，分_______和_________两种。 （3）电熨斗：_________的应用，敏感元件是_________，作用：控制________的通断。 （4）电饭锅：_________的应用，敏感元件是_________，作用：控制________的通断。 （5）测温仪：_________的应用，测温元件是________或_________、________、_________。 （6）鼠标器：_________的应用，主要元件是________或_________ （7）火灾报警器：_________的应用，利用烟雾对____________来工作的。

高二物理-传感器知识点及练习总结

传感器及其工作原理 学习目标： 1. 知道什么是传感器. 2?知道什么是光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻以及霍尔元件. 3. 知道传感器的工作原理. 重点难点：对传感器工作原理的理解. 什么是传感器 传感器是一种能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等_____________ ，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等 ________ ，或转换为电路 ______ 的一类元件. 光敏电阻 1?特点：电阻值随光照增强而 _______ . 2 ?原因分析：光敏电阻由半导体材料制成，无光照时，载流子—，导电性能—；随着光照的增强, 载流子 ______ ，导电性_______ . 3 ?作用：把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量. 热敏电阻和金属热电阻

四、霍尔元件 1组成：在一个很小的矩形半导体薄片上，制作4个电极E、F、M N,就成为一个霍尔元件. 2 ?原理：E F间通入恒定的电流 I，同时外加与薄片垂直的磁场B时，薄片中的载流子就在________ 力作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向 漂移，使M N间出现________ 3?霍尔电压：U H= ______ , d为薄片厚度，k为霍尔系数?一个霍尔元件的d、k为定值，若保持I恒定, 则L H的变化就与B成________ ? 4 ?作用：把__________ 这个磁学量转换为______ 这个电学量. 1. 如图为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（）多选 A. 图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的 B. 图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的 C. 图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高 D. 图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高 2. 霍尔元件能转换哪个物理量（） A把温度这个热学量转换成电阻这个电学量 B. 把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 C. 把力这个力学量转换成电压这个电学量 D. 把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量 3. 如图所示，R、艮为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当光照射到F3上的光强度增大时（）多选 A. 电压表的示数增大 B. Rz中电流减小___ JZ——Z

高中物理人教版选修3-2第六章第2节传感器的应用同步练习A卷

高中物理人教版选修3-2第六章第2节传感器的应用同步练习A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共4题；共8分) 1. （2分）街道旁的路灯利用半导体的电学特性制成了白天自动熄灭，夜晚自动点亮的装置，该装置的工作原理是应用了半导体的（） A . 光敏性 B . 压敏性 C . 热敏性 D . 三个特性同时应用 2. （2分）下列电器中，应用了压力传感器的是（） A . 红外数字温度计 B . 天黑自动开启的路灯 C . 数字体重计 D . 白炽灯泡 3. （2分） 如图所示，图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象如题21图2所示，那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是

A . ①和③ B . ①和④ C . ②和③ D . ②和④ 4. （2分）酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾。酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（） A . U越大，表示C越小，C与U成反比 B . U越大，表示C越大，C与U成正比 C . U越大，表示C越小，但是C与U不成反比 D . U越大，表示C越大，但是C与U不成正比 二、多项选择题 (共4题；共12分) 5. （3分）以下家用电器中利用了温度传感器的是（）

高二物理传感器及其工作原理教案

高二物理传感器及其工 作原理教案 Last revised by LE LE in 2021

泰兴市第三高级中学备课纸 2006 年月日 课题第一节传感器及其工作原理课型新授 课 总 1 课时，第 1 课 时 教学目标1.知道什么是传感器，理解各类传感器的工作原理 2.知道光敏电阻特点及作用 3.掌握热敏电阻和金属电阻的特点及区别 4.理解霍尔元件的原理及作用会用得各类元件(热敏电阻、光敏电阻、霍尔元件等)设计简单的控制电路 重点认识各种常见的传感器；了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。难点光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。 教法PPT课件，演示实验，讲授 教学活动设计 教师活动学生活动备注（一）引入新课 引导学生看教材55页“勇气号”火星探测器的彩色照 片；列举生活中的一些自动控制实例，如遥控器控制电视开 关、日光控制路灯的开关、声音强弱控制走廊照明灯开关 等，激发学生学习兴趣，引出课题。 列举自己知道的自动控制的其他实例。如当走近自动门 时，门会自动打开；电梯关门，当两门靠拢到接触人体时， 门又会重新自动打开等等。 演示实验： 干簧管控制电路的通断: 如图，小盒子A的侧面露出一个小 灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就 会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭. （演示实验1：干簧管传感器） （演示实验1：干簧管传感器）（干 簧管的实物及原理图） 学生对干簧管并不熟悉，因此才有了好奇。声光控开关 在生活中很普及，所以又有亲切感 ①当冰箱内的 温度高于设定 值时，制冷系 统自动启动， 而当温度低于 设定值时，制 冷系统又会自 动停止。冰箱 的控制，是通 过温度传感器 实现的。 ②楼梯道的电 灯，晚上，有 人经过楼道 时，开关自动 接通，灯就 亮；白天，不 管是否有人经 过，开关都是 断开的，灯总 是不亮，这种 开关用的就是 声光传 教师活动学生活动备注

高二物理传感器及其工作原理

§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

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R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往R t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

高二物理2.8-多用电表习题及答案

高二物理２．8 多用电表习题及答案 1.关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是( ) A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度 Ｂ.电阻刻度是不均匀的 C.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应 Ｄ．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应 答案：ABC 解析:要认识多用电表的表盘，电流表和电压表零刻度线在左侧,最大刻度线在右侧,左侧的零刻度线与欧姆表无穷大重合;右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合,欧姆表从右向左读数．故选项AＢC正确． 2.如实验图（下图)所示用多用表测直流电压Ｕ和测电阻R时，若红表笔插入多用表的正(＋）插孔,则 ( ） A.前者电流从红表笔流出多用表,后者电流从红表笔流出多用表 B.前者电流从红表笔流入多用表，后者电流从红表笔流入多用表 C.前者电流从红表笔流出多用表,后者电流从红表笔流入多用表 D.前者电流从红表笔流入多用表,后者电流从红表笔流出多用表 答案：B 解析：由题图知无论是测电压U还是测电阻Ｒ，电流都是从红表笔流入多用表，从黑表笔流出多用表，选项B正确． ３．下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图中的（ ) 答案：A 解析:红表笔接内部电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆表调零，则选项Ａ正确. 4．（2009·浏阳高二检测）用多用电表欧姆挡(×1０0）测试三只晶体二极管，其结果依次如下图1、2、３所示，由图可知,图___＿__＿___中的二极管是好的,该二极管的正极是____＿___端．

答案：图２；ａ 解析:根据二极管加正向电压时,电阻值越小越好,但不能为零,否则二极管已被击穿，加反向电压时,电阻值越大越好，但不能无穷大,否则二极管引线断开．由图可知,图1、3二极管是坏的,图2中二极管是好的，且左边图加的是反向电压，右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋”测试孔,与内部电池负极相连,故二极管的正极是ａ端. 5.用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时,分别用×1、×10、×100三个电阻挡测了三次，指针所指的位置如下图所示． 其中①是用____＿___挡，②是用__＿____＿挡，③是用___＿＿__＿挡，为提高测量的精确度，应该用＿__＿____挡,被测电阻阻值约为__＿___＿＿． 答案：×1 ×1０×100 ×１0 ３０0Ω 解析:乘的倍率越大,示数越小，故①是“×1”挡,②是“×10”挡，③是“×100”挡．为了提高测量的准确度,指针应在表盘的中间附近，故选“×10”挡测量．被测电阻阻值约为３0×１０Ω＝30０Ω ６．如图为多用表的示意图，试回答下列问题: (1）当选择开关位置旋至“mA”挡中的“1０”挡位时,则测量的是：＿___＿＿＿＿. (2)当选择开关位置旋至“Ｖ”挡中的“5０”挡位时，则测量的是:_______＿. (3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的是：＿_______. (4)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×1０0”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是:①＿__＿_＿__②______③_＿_____＿. (5）无论用多用电表进行何种(直流）操作测量，电流都应该是从____＿___表笔经____＿＿_＿插孔流入电表． 答案：(1)量程为10mA的直流电流（2)量程为５0V的直流电压 (３)电阻，大小等于读数×100 （4）①换挡位×1k②将表笔短接重新进行调零③将电阻与其他元件断开后可进行测量 (5）红正 ７.如图所示,某幢居民楼有甲、乙两个房间需要从一楼接电，已知一楼的接线盒内有４根电缆(未做任何标记),其中有两根通向甲房间,有两根通向乙房间，如果只用一只多用电表，试判断通向甲房间的电缆是哪两根?