高中物理 第3章 第1、2節(jié) 傳感器 溫度傳感器和光傳感器學(xué)案 教科版選修3-2-文庫(kù)吧
2025-11-05 03:35 本頁(yè)面
【正文】 的 通斷． 2．熱敏電阻：用 半導(dǎo)體 材料制成．按熱敏電阻阻值隨溫度變化的規(guī)律，熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)的熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻． (1)正溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度升高電阻 增大． (2)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻 (如氧化錳熱敏電阻 )隨溫度升高電阻 減?。? 3．金屬熱電阻：金屬的電阻率隨溫度 升 高 而增大，利用這一特性，金屬絲也可以制作成 溫度 傳感器，稱為熱電阻． 4．熱敏電阻和金屬熱電阻都能夠把 溫度 這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為 電阻 這個(gè)電學(xué)量．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度較差． 四、光傳感器 1．原理：有些金屬或半導(dǎo)體材料在電路中受到光照時(shí)，產(chǎn)生 電流 或 電壓 ，實(shí)現(xiàn) 光 信號(hào)向 電 信號(hào)的轉(zhuǎn)化． 2．應(yīng)用： (1)自動(dòng)門和公共場(chǎng)所的非觸摸式自動(dòng)水龍頭利用了 紅外光 傳感器． (2)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警等裝置中通常利用 光電式煙塵濃度計(jì) 工作． (3)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中較多地采用 光電式轉(zhuǎn)速表 進(jìn)行轉(zhuǎn)數(shù)的測(cè)量 ． 一、對(duì)傳感器的認(rèn)識(shí) 例 1 如圖 4 是一種測(cè)定油箱油量多少或變化多少的裝置． 圖 4 其中電源電壓保持不變， R 是滑動(dòng)變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端． (1)若把一只電壓表接在 c、 d 之間，當(dāng)油箱中油量減少時(shí)，電壓表的示數(shù)將 ________(選填 “ 增大 ” 或 “ 減小 ”) ． (2)將電壓表接在 b、 c 之間，當(dāng)油量減少時(shí)，電壓表的示數(shù)將 ________(選填 “ 增大 ” 或 “ 減小 ”) ． 解析 (1)由題圖可知當(dāng)油箱內(nèi)液面高度變化時(shí)， R 的金屬滑片將會(huì)移動(dòng)，從而引起 R 兩端電壓的變化．當(dāng)油量減少時(shí)， R 的數(shù)值會(huì)增大，電路 中的電流會(huì)減小， c、 d 間的電壓會(huì)減?。?dāng)把電壓表接在 c、 d 兩點(diǎn)間，電壓表示數(shù)減小時(shí)，表示油量在減少． (2)把電壓表接在 b、 c 之間，油量增加時(shí)， R 減小，電壓表的示數(shù)減小；油量減少時(shí)， R 增大，電壓表的示數(shù)增大． 答案 (1)減小 (2)增大 二、對(duì)熱敏電阻的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用 例 2 一熱敏電阻在溫度為 80 ℃ 時(shí)阻值很大，當(dāng)溫度達(dá)到 100 ℃ 時(shí)阻值就很小，今用一電阻絲給水加熱，并配以熱敏電阻以保持水溫在 80 ℃ 到 100 ℃ 之間，可將電阻絲與熱敏電阻并聯(lián)，一并放入水中，如圖 5 所示，圖中 R1為熱敏電阻， R2為電阻絲，請(qǐng) 簡(jiǎn)述其工作原理． 圖 5 解析 開始水溫較低時(shí)， R1 阻值較大，電阻絲 R2 對(duì)水進(jìn)行加熱；當(dāng)水溫達(dá)到 100 ℃ 左右時(shí)， R1阻值變得很小， R2被短路，將停止加熱；當(dāng)溫度降低到 80 ℃ 時(shí)， R1阻值又變得很大， R2又開始加熱，這樣就可達(dá)到保溫的效果． 答案 見解析 三、對(duì)光傳感器的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用 例 3 如圖 6 所示為光電式煙塵濃度計(jì)的原理圖，試說明其工作原理． 圖 6 解析 光源 1發(fā)出的光線經(jīng)半透半反鏡 3，分成兩束強(qiáng)度相等的光線．一束光線直接到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路 7上，產(chǎn)生作為被測(cè)煙塵濃度的參比信號(hào)．另一束光線經(jīng)反射鏡 4穿過被測(cè)煙塵 5到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路 6 上，其中一部分光線被煙塵吸收或因散射而衰減，煙塵濃度越高，光線的衰減量越大，到達(dá)光電轉(zhuǎn)換電路 6 的光就越弱．兩路光線分別轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào) U U2，如果 U1＝ U2，說明被測(cè)的光路上沒有煙塵；相
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