高二物理认识传感器学习课件

传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)

传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分．共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。 A、必须使用两种不同的金属材料； B、热电偶的两端温度必须不同； C、热电偶的冷端温度一定要是零； D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。 A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器； B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器； C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器； D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。 A、动量守恒； B、能量守恒； C、机械能守恒； D、电荷量守恒； 9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池

高中物理必备知识点传感器及其工作原理

第一节传感器及其工作原理1课时新授课 教学目标 1．知识与技能 了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； 认识一些制作传感器的元器件，知道这些传感器的工作原理。 2．过程与方法 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。 3．情感、态度与价值观*Z*X*X*K]*科[来源:学体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。 教学重点 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。 教学难点 光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。 教学方法 实验法、观察法、归纳法。 教学手段 磁铁、干簧管、各种常见传感器、光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件、多用电表、热水、冷水、台灯、投影仪等 教学过程 一、引入新课 教师：今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄 灭。．

教师提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 学生猜测：盒子里有弹性铁质开关。 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图（图2），了解元件“干簧管”的结构。探明原因：当磁体靠近干簧管时，两个由软磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，电路导通，干簧管起到了开关的作用。 教师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 演示实验2：教师出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。 教师提问：音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？ 学生猜测：在茶杯底部，所受压力发生改变。 实验探究：提起茶杯，用手压杯的底部，音乐并没有停止。 学生猜测：是由于光照强度的改变。 实验探究：用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐茶杯受光照强度的控制。 师生总结：现代技术中，我们可以利用一些元件设计电路，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。． 教师提问：实验1中的干簧管是怎样的传感器，实验2音乐茶杯中所用的元件又是怎样的传感器？ 学生回答：干簧管是一个能感受磁场的传感器，音乐茶杯中所用的元件是能感受光照强度的传感器。 教师介绍：数字化信息系统实验室（Digital Information System Laboratory，简称：DISLab） 就是由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”构成的新型实验系统。该系统成功克服了传统物理实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理教学的全面整合，在实验上收到了许多意想不到的成功。

传感器原理及应用试题库(已做)

一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件， 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照 一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变； 蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类： 物理传感器，化学传感器，生物传感器。

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《传感器原理及应用》复习题 1.静态特性指标其中的线性度的定义是指 2．传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。 3.对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂 比，采用差动电桥的方法。 4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统，两者之间通过电磁感应相互作用，因此，在能够构成电涡 流传感器的应用场合中必须存在金属材料。 5.霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时，需要构造一个磁场。 6.热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温 区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得 到了广泛应用。 7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数 系统时，应选其中的光电传感器。需要测量某设备的外壳温度，已知其 范围是300~400℃，要求实现高精度测量，应该在铂铑- 铂热电偶、铂电阻和热 敏电阻中选择铂电阻。 8.一个二进制光学码盘式传感器，为了达到1″左右的分辨力，需要采用 或位码盘。一个刻划直径为400 mm的 20 位码盘，其外圈分别间隔 为稍大于μm。 9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器 是把光纤作为敏感元件。光纤的 NA 值大表明集光能力强。 11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应，基于此效应的器件除光敏 电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可 用光照特性表征，它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压 )之间 的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。 12. 传感器一般由敏感元件 _ 、转换元件 ___ 、测量电路及辅助电 源四个部分组成。 13．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化 量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是一常数。

传感器原理及其应用考试重点

传感器原理及其应用 第一章传感器的一般特性 1）信息技术包括计算机技术、通信技术和传感器技术，是现代信息产业的三大支柱。 2）传感器又称变换器、探测器或检测器，是获取信息的工具 广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。 狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。 国家标准（GB7665-87）：定义：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。 3）传感器的组成： 敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件：将敏感元件输出的非电物理量转换成电路参数或电量。 基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。 4）传感器的静态性能指标 （1）灵敏度 定义: 传感器输出量的变化值与相应的被测量（输入量）的变化值之比, 传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。 ①纯线性传感器灵敏度为常数，与输入量大小无关；②非线性传感器灵敏度与x有关。（2）线性度 定义:传感器的输入-输出校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏离与传感器满量程输出之比，称为传感器的“非线性误差”或“线性度”。 线性度又可分为： ①绝对线性度：为传感器的实际平均输出特性曲线与理论直线的最大偏差。 ②端基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差。 端基直线定义：实际平均输出特性首、末两端点的连线。 ③零基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对零基直线的最大偏差。 ④独立线性度：以最佳直线作为参考直线的线性度。 ⑤最小二乘线性度：用最小二乘法求得校准数据的理论直线。 （3）迟滞 定义：对某一输入量，传感器在正行程时的输出量不同于其在反行程时的输出量，这一现象称为迟滞。 即：传感器在正(输入量增大)反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。 （4）重复性 定义：在相同工作条件下，在一段短的时间间隔内，同一输入量值多次测量所得的输

(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。

传感器原理及应用试题库

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一：填空题（每空1分）1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部 分组成。 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分 为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。 4.光电流与暗电流之差称为光电流。 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与 距离的平方成反比关系。 8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感 器。 9.画出达林顿光电三极管内部接线方式： U CE 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为： 传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx。

11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度 量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过 程。 14.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补 偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 15.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 16.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 17.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光 强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。 18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 19.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变 化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。 多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π2f2τ2) 20.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 21.国家标准GB7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照 一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 22.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感 器

传感器原理及应用期末考试重点课后题复习

第1章1-1 综合传感器的概念。 答： 从广义角度定义：凡是利用一定的物质（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件或装置； 从狭义角度定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件或装置； 国家标准定义是：“能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置”。通常有敏感元件和转换元件组成； 1-2 一个可供实用的传感器有那几部分构成各部分的功能是什么用框图显示传感器系统。 答： 组成——由敏感元件、转换元件、基本电路组成。 1.敏感元件：是直接受被测物理量；以确定关系输出另一物理量的元件。 2.转换元件；是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数及电流或电压等电

信号。 3.基本转换电路则将该电路转换成便于传输处理电量。 1-3 如果家用小车采用超声波雷达，需要那几部分组成请画出图。 第2章 2-1 衡量传感器静态特性的主要指标有哪些说说它们的含义。 答： 1、线性度：表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻 合（或偏离）程度的指标。 2、灵敏度：传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 3、分辨力：传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 4、回差：反映传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程过程中， 输出-输入曲线的不重合程度指标。 5、重复性：衡量传感器在同一工作条件下，输入量按同一方向作全程连续 多次变动时，所得特性曲线间一致程度的指标。 6、阈值：是能使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值，即零 位附近的分辨力。 7、稳定性：传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。

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。

传感器原理及应用习题答案完整版

传感器原理及应用习题答案 习题1 (2) 习题2 (2) 习题3 (5) 习题4 (5) 习题5 (6) 习题6 (7) 习题7 (9) 习题8 (11) 习题9 (13) 习题10 (14) 习题11 (15) 习题12 (16) 习题13 (18)

1-1 什么叫传感器？它由哪几部分组成？并说出各部分的作用及其相互间的关系。 答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。 通常传感器由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。 由于传感器的输出信号一般都很微弱, 因此需要有信号调节与转换电路对其进行放大、运算调制等。随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用，传感器的信号调节与转换电路可能安装在传感器的壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上。此外，信号调节转换电路以及传感器工作必须有辅助的电源，因此信号调节转换电路以及所需的电源都应作为传感器组成的一部分。 1-2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。 答：传感器位于信息采集系统之首，属于感知、获取及检测信息的窗口，并提供给系统赖以进行处理和决策所必须的原始信息。没有传感技术，整个信息技术的发展就成了一句空话。科学技术越发达，自动化程度越高，信息控制技术对传感器的依赖性就越大。 发展方向：开发新材料，采用微细加工技术，多功能集成传感器的研究，智能传感器研究，航天传感器的研究，仿生传感器的研究等。 1-3 传感器的静态特性指什么？衡量它的性能指标主要有哪些？ 答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出—输入关系。与时间无关。 主要性能指标有：线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。 1-4 传感器的动态特性指什么？常用的分析方法有哪几种？ 答：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。 常用的分析方法有时域分析和频域分析。时域分析采用阶跃信号做输入，频域分析采用正弦信号做输入。 1-5 解释传感器的无失真测试条件。 答：对于任何一个传感器(或测试装置),总是希望它们具有良好的响应特性,精度高、灵敏度高，输出波形无失真的复现输入波形等。实现上述要求，需要满足一定的条件，称此条件为传感器的无失真测试条件。 1-6 传感器的标定有哪几种？为什么要对传感器进行标定？ 答：传感器的标定分为静态标定和动态标定两种。 静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。 动态指标标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。

高中物理选修3-2第六章《传感器及其工作原理

新人教版高中物理选修3－2第六章《传感器及其工作原理》精品教案 课题§6.1传感器及其工作原理课型新授课 目标1．知识与技能： （1）了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其它们的工作原理。 （3）了解传感器的应用。 2．过程与方法： 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。3．情感、态度与价值观 （1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。 重点重点：理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。难点：分析并设计传感器的应用电路。 教学活动过程 一、引入新课 今天我们生活中常用的电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯如何能人来就开，人走就熄的？工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐华夏大地时，机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测的？所有这些，都离不开一个核心，那就是本堂课将要学习的传感器。 二、新课教学 1．什么是传感器 演示实验1：如图1所示，小盒子的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，当把磁铁放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移开，灯泡熄灭。 提问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？学生学习过程 学生思考：根据干簧管的构造和功能，思考干簧管为什么可以控制灯泡的开关？？（3分钟） 思考：传感器的作用和目的是什么（4分钟）欧姆表

传感器原理与应用试题

------- 精选文档----------------- 传感器原理与应用 一、填空题（每小题3分，共30分） 1. 传感器是将待测信号转换为与之有确定对应关系有用信号输出的器件或 装置。 2. 一般来说，传感器由敏感元件, 转换元件和辅助部件组成。 3. 线绕电位器式传感器的阶梯特性包括匝间电压和单匝短路电压两方面。 4. 在电阻应变片的电桥测量电路中，设R I=R2，R3=R4，单桥臂为应变片时，输出电压为U o，电桥的灵 敏度为S V，贝 半桥差动电路的输出电压为 2 U o，电桥的灵敏度为 2 S v。 全桥差动电路的输出电压为 4 _____ U o，电桥的灵敏度为 4 ____ S v。 5. 5.将机械位移转变为电容量变化时，电容式位移传感器的基本结构可分为变极距型, 变面积型和变介质型三大类。 6. 差动式电感传感器的灵敏度比单个线圈的传感器的灵敏度提高 1 倍。 7. 电涡流式传感器归为_______ 电感式 ________ 传感器。 8. 压电材料可分为压电晶体和压电陶瓷，前者为单晶体，后者为极化处理 后的多晶体。 9. 压电传感器可等效为一个电压源与一只电容串联，也可等效为一个电流 与一只电容并联。 10. 常用的热电偶的热电极材料分为贵重金属和普通金属两大类。 二、简答题（6题，每题5分，共30分）

1. 传感器的静态特性是什么？用哪些性能指标描述？ 在静态输入时传感器所呈现出来的输入—输出特性。 传感器的静态特性主要由下列几种性能来描述。 1、线性度，2．灵敏度，3．重复性，4．迟滞（回差滞环）现象， 5、分辨率， 6、稳定性， 7、漂移 2. 传感器的动态特性是什么？其分析方法有哪几种？ 在动态输入时，传感器所呈现出来的输入—输出特性。 其分析方法有两种 阶跃响应与频率响应。 金属电阻应变片测量外力的原理是什么？其灵敏系数及其物理意义是什么？外力，应力，应变，应变片应变，应变片阻值，测量电路输出电压。输出电压反映外力。 K S 称为金属丝材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化。 3. 什么叫压电效应？ 当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时、会产生变形，此时这种材料的两个表面特产生符号相反的电荷。当去掉外力后，它又重新回到不带电状态，这种现象被称为压电效应。有时人们又把这种机械能转变为电能的现象，称为“顺压电效应” 。反之，在某些物质的极化方向上施加电场，它会产生机械变形，当去掉外加电扬后，该物质的变形陋之消失．把这种电能转变为机械能的现象，称为“逆压电效应” 。 4. 什么叫热电效应？ 5. 什么叫霍尔效应？

《传感器原理及应用》的期末考试试题2套及答案

《传感器原理及应用》的期末考试试题2套及答案《传感器原理及应用》的期末考试试题2套及答案一、填空(30分，每空1.5分) 1、有一温度计，它的量程范围为0?200?，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100? 时的示值相对误差为。 2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 倍左右为宜。 3、传感器由、、三部分组成。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。 5、已知某铜热电阻在0?时的阻值为50Ω，则其分度号是，对 于镍铬-镍硅热电偶其正极是。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。 二、选择题(30分，每题2分) 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、压电式 D、电感式 2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热端和冷端的温度 C、热端和冷端的温差 D、热电极的电导率 3、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的。 A、应变效应 B、电涡流效应 C、压电效应 D、逆压电效应 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。

A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电 容保持不变 D、电容和电感均保持不变 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采 用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性 敏感元件是。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、在热电偶测温回路中经常使用 补偿导线的最主要的目的是。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度 补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 10、减小霍尔元件 的输出不等位电势的办法是。 A、减小激励电流 B、减小磁感应强度 C、使用电 桥调零电位器 11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。 A、20dB B、1 dB C、0 dB 12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。 A、接地保护环 B、将机 箱接大地 C、抗电磁干扰 13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采 了 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式

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（）

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 1.1什么是传感器？（传感器定义） 解:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用？ 解：传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系,所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。１．３传感器由哪几部分组成？说明各部分的作用。 解:传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中，敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分,调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分，如书中图1.1所示。 1.4传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意义？ 动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。意义略(见书中）。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等，应根据被测非电量的测量要求进行选择。 １．５某位移传感器，在输入量变化5ｍｍ时,输出电压变化为3０0mＶ,求其灵敏度。 解:其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 1．６某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0．2ｍＶ/℃、Ｓ２

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

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；