高考物理一轮复习第十一单元交变电流传感器实验十二传感器的简单应用学案新人教版

实验十二传感器的简单应用

[实验目的]

1．认识热敏电阻、光敏电阻等传感器中的敏感元件．

2．了解传感器在科学技术上的简单应用．

[实验原理]

1．传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)．

2．工作过程如图：

[实验器材]

热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等．

[实验过程]

1．研究热敏电阻的特性：

(1)如图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理．

(2)把多用电表置于“欧姆”挡,并选择适当的倍率测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数．

(3)向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和热敏电阻的阻值．

(4)将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录、填表．

(5)画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线．

(6)根据实验数据和R-t图线,分析得到热敏电阻的特性．

2．研究光敏电阻的特性：

(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按所示电路连接,其中多用电表置于“欧姆”挡．

(2)测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据．

(3)接通电源,让小灯泡发光,调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐增强,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录．

(4)用黑纸遮住光,观察并记录光敏电阻的阻值.

光照强度弱中强无光照射

阻值/Ω

(5),光照增强时电阻减小,光照减弱时电阻增大．

[注意事项]

1．在做热敏电阻实验时,加开水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温、热敏电阻的阻值．

2．光敏电阻实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的强度．

3．欧姆表每次换挡后都要重新调零．

命题点1 热敏电阻的性质

某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 ℃～80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R T,其标称值(25 ℃

时的阻值)为900.0 Ω；电源E(6 V,内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)；单刀

开关S1,单刀双掷开关S2.

实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃.将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0；断开S1,记下此时R2的读数．逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃.实验得到的R2-t数据见下表.

t/℃25.030.040.050.060.070.080.0

R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0

(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端；

(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2-t曲线；

(3)由图(b)可得到R T在25～80 ℃范围内的温度特性．当t＝44.0 ℃时,可得R T＝________Ω；

(4)将R T握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为________Ω,则手心

温度为________℃.

【解析】(1)滑动变阻器采用限流式接法,在闭合开关前,从保护电路的角度考虑,滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大值,故R1的滑片应移动到b端．

(2)先描点,之后在坐标纸上用平滑的曲线连接各点,如图所示．

(3)由图可知,当t＝44.0 ℃时,R T＝R2＝450 Ω.(数据合理即正确)

(4)由图(c)可知,电阻箱示数为R2＝6×100 Ω＋2×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝620.0 Ω,由图可得当R T＝R2＝620.0 Ω时,手心的温度t＝32.0 ℃.(数据合理即正确) 【答案】(1)b(2)见解析(3)450

(4)620.0 32.0

高分技法

热敏电阻的特点

1热敏电阻：热敏电阻的特点相对金属热电阻,对温度变化更敏感.

2热敏电阻分为正温度系数和负温度系数两种热敏电阻,正温度系数的热敏电阻,温度越高,电阻越大；负温度系数的热敏电阻,温度越高,电阻越小.

命题点2 光敏电阻的性质

为了节能和环保,一些公共场所用光控开关控制照明系统,光控开关可用光敏电阻控制,如图甲所示是某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线,照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为勒克斯(lx)．

(1)如图乙所示,电源电动势为3 V,内阻不计,当控制开关两端电压上升至2 V时控制开关自动启动照明系统．要求当天色渐暗照度降至 1.0 lx时控制开关接通照明系统,则R1＝________kΩ.

(2)某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值,设计了如图丙所示的电路进行测量,所用器材有电源(E＝3 V,内阻未知),电阻箱(0～99 999 Ω)．实验时将电阻箱阻值置于最大,闭合S1,将S2与1相连,减小电阻箱阻值,使灵敏电流计的示数为I,图丁为实验时电阻箱的阻值,其读数为________kΩ；然后将S2与2相连,调节电阻箱的阻值如图戊所示,此时电流计的示数恰好为I,则光敏电阻的阻值R0＝________kΩ(结果保留三位有效数字)．

【解析】 (1)当照度为1.0 lx 时,电阻R 0＝20 kΩ,电阻R 1和R 0串联,则有R 0R 1＝U 0U 1＝2

1

,

则R 1＝10 kΩ.

(2)图丁的电阻为R 2＝62.5 kΩ,图戊的电阻R 2′＝22.5 kΩ,本题采用等效法测电阻,前后两次电路中的电流相等,则电路总电阻相等,则有R 2＝R 0＋R 2′,所以R 0＝40.0 kΩ.

【答案】 (1)10 (2)62.5 40.0 高分技法 光敏电阻的特点

1光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小；2光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.

命题点3 实验拓展创新

命题角度1：温度传感器的原理和应用

某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图1

所示,继电器与热敏电阻R t 、滑动变阻器R 串联接在电源E 两端,当继电器的电流超过15 mA 时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控．继电器的电阻约20 Ω,热敏电阻的阻值R T 与温度

t 的关系如下表所示：

t /℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R T /Ω

199.5

145.4

108.1

81.8

62.9

49.1

(1)12、滑动变阻器

R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻R T、继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干．

为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用________(填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用________(填“R1”或“R2”)．

(2)实验发现电路不工作．某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图2所示的选择开关旋至________(填“A”“B”“C”或“D”)．

(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查．在图1中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针________(填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针________(填“偏转”或“不偏转”)．

(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤的正确顺序是________．(填写各步骤前的序号)

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关,将电阻箱从电路中移除

④合上开关,调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω

【解析】(1)由表格数据知,当温度为30 ℃时,热敏电阻阻值为199.5 Ω,继电器线圈

的阻值R0＝20 Ω,当电流为15 mA时,E＝I(R T＋R0)＝3.3 V,所以电源选E2,当温度为80 ℃时,热敏电阻阻值R T＝49.1 Ω,则E2＝I(R T＋R0＋R),此时变阻器阻值R＝330.9 Ω,所以变阻器选择R2；

(2)多用电表测量直流电压时,旋钮旋至直流电压挡C处；

(3)若只有b、c间断路,表笔接入a、b时,整个回路断路,电表指针不偏转,接入a、c时有电流流经电表,故指针偏转；

(4)50 ℃时,热敏电阻阻值为108.1 Ω,所以应将电阻箱阻值调至108.1 Ω代替热敏电阻接入电路中,调节变阻器,使衔铁能吸合,再将电阻箱换成热敏电阻,故顺序为⑤④②③①.

【答案】(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转

(4)⑤④②③①

命题角度2：光传感器的原理和应用

光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx)．某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图丙所示．

(1)如图甲所示是街道路灯自动控制电路所需的元件．利用直流电源给电磁铁供电,利用220 V交流电源给路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件．

(2)用多用电表“×100”欧姆挡,测量图甲中电磁铁线圈的电阻时,指针偏转角度太大,为了更准确地测量其阻值,接下来应选用________(填“×1 k”或“×10”)欧姆挡,进行欧姆调零后重新测量,其示数如图乙所示,则线圈的电阻为________Ω.

(3)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA 时,继电器的衔铁将被吸合．图甲中直流电源的电动势E ＝6 V,内阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择：R 1(阻值范围0～10 Ω,允许通过最大电流2 A)、R 2(阻值范围0～200 Ω,允许通过最大电流1 A)、R 3(阻值范围0～1 750 Ω,允许通过最大电流1 A)．要求天色渐暗照度降低至1.0 lx 时点亮路灯,滑动变阻器应选择________(填“R 1”“R 2”或“R 3”)．为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻．

【解析】 (1)光敏电阻的阻值随照度的增大而减小,所以白天时光敏电阻的阻值小,电路中的电流值大,衔铁将被吸住,静触点与C 接通；晚上时的光线暗,光敏电阻的阻值大,电路中的电流值小,所以静触点与A 接通,要达到晚上灯亮,白天灯灭,则路灯应接在AB 之间,电路图如图；(2)用多用电表“×100”欧姆挡,测量题图甲中电磁铁线圈电阻时,指针偏转角度太大,说明电阻较小,应换用小量程挡,接下来应选用“×10”欧姆挡,进行欧姆调零后重新测量,欧姆表的读数是先读出表盘的刻度,然后乘以倍率,表盘的刻度是14,倍率是10,所以电阻值是14×10 Ω＝140 Ω；(3)天色渐暗照度降低至1.0 lx 时点亮路灯,此时光敏电阻的阻值是2 kΩ,电路中的电流是2 mA,R ＝E

I －R 光＝

6

2×10

－3 Ω－2 000 Ω＝1 000 Ω,所以要选择滑动变阻器R 3；由于光变暗时,光敏电阻变大,分的电压变大,所以为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地减

小滑动变阻器的电阻．

【答案】 (1)如图所示 (2)×10 140 (3)R 3 减小

命题角度3：力传感器的原理和应用

材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以测量压力大小．若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线,其中R F、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值．为了测量压力F,需先测量压敏电阻处于压力作用下的电阻值R F.请按要求完成下列问题．

(1)设计一个可以测量处于压力作用下的该压敏电阻阻值的电路,在图乙的虚线框中画出实验电路原理图(压敏电阻及所加压力已给出,待测压力大小为0.4×102 N～0.8×102 N,不考虑压力对电路其他部分的影响),要求误差较小,提供的器材如下：

A．压敏电阻(无压力时阻值R0＝6 000 Ω)；

B．滑动变阻器R(总阻值约为200 Ω)；

C．电流表A(量程0～2.5 mA,内阻约为30 Ω)；

D．电压表V(量程0～3 V,内阻约为3 kΩ)；

E．直流电源E(电动势为3 V,内阻很小)；

F．开关S,导线若干．

(2)正确接线后,将压敏电阻置于待测压力下,通过压敏电阻的电流是1.33 mA,电压表的示数如图丙所示,则电压表的读数为________V.

(3)此时压敏电阻的阻值为________Ω；结合图甲可知待测压力的大小F ＝________N ．(结果均保留两位有效数字)

【解析】 (1)根据题述对实验电路的要求,应该采用分压式接法、电流表内接的电路,原理图如图所示．

(2)根据电压表读数规则,电压表读数为2.00 V.

(3)由欧姆定律,此时压敏电阻的阻值为R F ＝U I

≈1.5×103

Ω,R 0R F

＝4,由图象可知,对应的待测压力F ＝60 N.

【答案】 (1)如图所示

(2)2.00 (3)1.5×103

60

交变电流传感器(附答案)

第十单元交变电流传感器 章末达标测试 (时间：60分钟满分：110分) 一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，每小题只有一个选项符合题意) 1．如图1所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时，以下说法不．正确的是() 图 1 A．原、副线圈磁通量之比为2∶1 B．原、副线圈电流之比为1∶2 C．输入功率和输出功率之比为1∶1 D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1 2.如图2所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源 E1内阻可以忽略，交流电源E2电动势的有效值与E1相等，自感线 圈电阻不计。当开关S接到接点A时，三灯亮度相同，当开关S接 到接点B时() A．甲、乙、丙三灯亮度相同 B．甲灯最亮，丙灯不亮图2 C．甲灯和乙灯等亮，丙灯不亮 D．乙灯最亮，丙灯不亮 3.如图3所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电 阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中 正确的是() A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小图3 C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变 4．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水(如图4所示)。以下说法中正确的是()

图 4 ①若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 ②若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 ③若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中 ④若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 5．利用如图5所示的电流互感器可以测量被测电路中的电流，若互 感器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶100，交流电流表A的示数是50 mA， 则() A．被测电路的电流有效值为0.5 A B．被测电路的电流平均值为0.5 A C．被测电路的电流最大值为5 2 A 图5 D．原、副线圈中的电流同时达到最大值 6．(2012·江苏苏北四市调研)如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，电容器电容C＝100 μF。已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则() 图 6 A．原线圈输入电压的最大值为400 V B．交流电的频率为100 Hz

传感器实验教案

目录 实验一金属箔式应片性能——单臂电桥 (1) 实验二移相器实验 (3) 实验三相敏检波器实验 (4) 实验四差动变压器(互感式)的性能 (6) 实验五霍尔式传感器的静态位移特性——直流激励 (7) 实验六光纤位移传感器的动态实验一 (8) 实验七光纤位移传感器的动态实验二 (9) 实验八热敏电阻测温演示实验 (10)

实验一金属箔式应片性能——单臂电桥 实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。 所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、V/F表。 旋钮初始位置：直流稳压电源打N_+2v档，V／F表打到2V档，差动放大增益调到最大。 实验步骤： (1)观察所需单元、部件在实验仪上的所在位置观察梁上的应变片，上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片，测微头在双平行粱右端的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。 (2)将差动放大器调零：用lOom长的连线将差动放大器的正(+)、负(一)、地短接。将差动放大器的输出端与V／F表的输入端Vi相连；开启主、副电源：调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使V／F表显示为零(或接近零)。关闭主、副电源。 (3)实验仪内配备的锁紧式插头线的使用方法：连线时，将连线的插头插入仪器上的插座后顺时针方向旋转30度左右接触就很可靠。并可在此插头的上方可继续插入很多插头，可任意扩展，立体布线。将插头逆时针方向旋转30度左右即可拔出。注意拔出连线时千万不能直接拉导线，要拿住连线头部拨起，以免拉断实验连线。 (4)根据图1接线。R1、B2、R3为电桥单元的固定电阻；Rx=R4为应变片。将稳压电源的切换开关置±4v档，V／F表置20V档。调节测微头脱离双平行梁。开启主、副电源，调节电．桥平衡网络中的P,D(W1)，使V／F显示为零，然后将V／F表置2V档，再慢慢调电桥RD(W1)，使V／F表显示为零。 (5)将测微头转动到10mm刻度附近，按装到双平行梁的右端即自由端(与自由端磁钢吸合)．调节测微头支柱的高度(梁的自由端跟随变化)使V／F表显示值最小，再旋动测微头，使V／F表显示为零(细调零)，这时的测微头刻度为零位的相应刻度。 (6)往下或往上旋动测微头，使粱的自由端产生位移记下V／F表显示的值。每旋动测微头一周即△x=0．5mm衄记一个数值填入下表： (7)据所得结果计算灵敏度△s=△v／△x(式中△x为梁的自由端位移变化，△v为V／F 表显示的电压值的相应变化)。 (8)实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。

传感器技术及应用-教案及习题

第一章引言 ?教学要求 1．掌握传感器的基本概念。 2．掌握传感器的组成框图（p2，图1.1）。 3．掌握传感器的静态性能和动态性能。 4．了解传感器的课程性质和课程任务。 5．了解传感器的分类和发展趋势。 ?教学内容 1.1 传感器的发展和作用 了解。 1.2 什么是传感器 传感器定义：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和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路。 1.3 传感器的分类 1．根据被测物理量分类 速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。 2．按工作原理分类 应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。 3．按能量的传递方式分类 有源的和无源的传感器。 1.4 传感器的性能和评价 1.4.1 传感器的静态特性 传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。通常用来描述静态特性的指标有：

测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞。 ? 稳定性 传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，即用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，即用影响量来表示。 ? 灵敏度 传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。更确切地说，灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。用公式表示为： ? 灵敏阈与分辨力 灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。 对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。 从物理含义看，灵敏度是广义的增益，而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。 ? 迟滞 传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中——输入特性曲线不重合的程度称为迟滞。 ? 线性度 传感器的输出——输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度”，也称“非线性度”。 1.4.2传感器的动态特性 动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。只要输入量是时间的函数，则其输出量必将是时间的函数。研究动态特性的标准输入形式有三种，即正弦、阶跃和线性，而经常使用的是前两种。 ? 零阶传感器动态特性指标

传感器-实验教案

邢台学院 实验教案2013 ～2014 学年度第一学期 课程名称传感器原理与应用实验学时学分18学时 0.5学分 专业班级10级自动化、电科本 授课教师梁丽娟 系部物理与电子工程学院

课程教学日历 课程名称：传感器原理与应用实验授课学期：第7学期

实验一 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验 一、实验目的： 1、了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥、半桥、全桥的工作原理和性能 2、比较单臂电桥、半桥、全桥的不同性能，了解其特点 3、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论 二、基本原理： 电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： εK R R =?/ 式中R R /?为电阻丝电阻的相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /?=ε为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位的受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。 单臂电桥输出电压U O14/εEK =。 不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uo 2=2/εEK 。 全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，当应变片初始阻值：R 1= R 2= R 3= R 4，其变化值ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4时，其桥路输出电压U o3=εKE 。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。 三、需用器件与单元： 应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表、±15V 电源、±4V 电源 四、实验步骤： 1、根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R 2、R 3、R 4。加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。 固固 图1-1 应变式传感器安装示意图

传感器及检测技术教案

传感器及检测技术

项目一 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1.检测 2.测量方法 (1)电测法和非电测法 (2)直接测量和间接测量 (3)静态测量和动态测量 (4)接触性测量和非接触性测量 (5)模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差：测量值与其真值之间的差值 例：某温度计的量程范围为0-500oC ，校验时该表的最大绝对误差为6oC ，试确定其精度等级？ 查表1.1，精度等级应定为1.5级 任务1： 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计，欲测量80oC 的温度，试问选用哪一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？ 实施： 0.5级的0~300oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： ?? ? ? ? ???? ?引用误差示值（标称）相对误差实际相对误差相对误差绝对误差x γγ%.21%100500 6 %100=?= ??= m m m A x γ5 .1)0300(%5.0111=-?==?m m m A x γ

1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： 结论：选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时，不能单纯追求精度，而是要兼顾精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1.系统误差 2.随机误差 3.粗大误差（疏忽误差、过失误差) 4.缓变误差 任务2 传感器特性分析与传感器选用 1.2.1 传感器的组成及其分类 1.2.2 传感器的静态特性与指标 传感器的静态特性指标 1.精密度、准确度和精确度 2.稳定性 1 )0100(%.01222=-?==?m m m A x γ%25.1%10080 1 %10022=?= ??= x x m x γ?? ?动态特性 静态特性

高中物理选修3-2交变电流 传感器知识点及练习

交变电流 传感器 一．交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和方向都随时间做 变化的电流 2．正弦交流电（1）产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕 方向的轴匀速转动时线圈中产生的感应电流 （2）中性面：①定义：与磁场方向 的平面 ②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化 率为 ，感应电动势为 ，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。 （3）变化规律（线圈在中性面位置开始计时） ①电动势（e ）：e = ；②电压（u ）：u = ； ③电流（i ）：i = 。 二．描述交变电流的物理量 1．交变电流的周期和频率的关系：T = 2．交流电的四值 ①峰值：交变电流的峰值就是它能达到的 ，正弦交流电的峰值E m = ，对应电容器的击穿电压。 ②瞬时值：交变电流某一时刻的值，对应计算线圈某时刻的受力情况，通电时间等。 ③有效值：让交流与恒定电流分别通过大小 的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的 相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就称作这个交流电的有效值，对应关于交流电的功和能的问题 ④平均值：=E ，对应计算通过电路横截面的电荷量q = 三．变压器 远距离输电 1．构造和原理 （1）主要构造：由 、 和 组成 （2）工作原理：电磁感应的 现象 2．理想变压器的基本关系 （1）功率关系：P 入= （2）电压关系：=2 1U U ，若21n n >，为 变压器；若21n n <，为 变压器 （3）电流关系：只有一个副线圈时， =21I I ; 有多个副线圈时，n n I U I U I U I U +++= 332211 四．远距离输电——电路损失 （1）功率损失：设输电电流为I ，输电线的电阻为R ，则功率损失为=?P 。 （2）电压损失：=?U ，减小功率损失和电压损失，都要求提高 ，减小输电电流 五．传感器 1．概念：传感器通常是把被测的 信息，按一定规律转换成与之对应的 信息的器件或装置

传感器技术与应用教学大纲

传感器及应用教学大纲 一、课程说明 课程性质：专业核心课 课程描述： “传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课，是必修课。通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。 知识目标：掌握主要传感器的原理、特性，各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。 技能目标：独立分析、解决传感器方面问题的能力；利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。 素质目标：具有较强的专业素质，不断进行创新。 教学重点与难点： 课程重点：电阻式、电感式传感器的原理与应用，霍尔式传感器，电流、电压传感器。 课程难点：各种传感器的温度误差与补偿，电容式传感器的屏蔽技术，光纤传感器的原理。 适用专业：机电一体化、电气自动化专业 学时数：80学时 二、教学目的与容 1 传感器技术基础（2学时） 教学目的与要求： 明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。 教学重点与难点： 教学重点：传感器的定义、组成和作用 教学难点：传感器的技术指标 教学容： 1）传感器简介 （1）传感器的定义

（2）传感器的组成与作用 2）传感器的分类 （1）按工作原理分 （2）按被测量分 （3）按输出信号性质分 3）传感器的特性及主要技术指标 （1）静态特性和动态特性 （2）主要技术指标 2 电阻式传感器（6学时） 教学目的与要求： 理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。 教学重点与难点： 教学重点：电阻式传感器的组成和基本原理 教学难点：电阻应变片的工作原理 教学容： 1）电位器式传感器（2学时） （1）电位器式传感器的基本工作原理 （2）电位器式传感器的输出特性 （3）电位器式传感器的特性 （4）电位器式位移传感器 2）应变式传感器（2学时） （1）电阻应变片的结构和工作原理 （2）电阻应变片的特性 （3）测量电路 （4）温度误差与补偿 3）压阻式传感器（2学时） （1）压阻效应 （2）结构与特性 （3）固态压阻传感器测量电路 （4）温度补偿 3 变磁阻式传感器（4学时） 教学目的与要求： 掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、

实验：传感器的简单应用

第5讲 实验：传感器的简单应用 ★考情直播 （一）、传感器的含义： 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。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、转换器件、转换电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并 转换成电信号，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：光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声 波传感器、磁敏传感器等。 （二）、常见的传感器元件： （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，即光敏电阻值随光照增强而减小。光敏电阻 能够把光照强弱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）金属热电阻金属热电阻的电阻率随温度的升高而增大，用金属丝可以制作温度传感器。 它能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。 （3）热敏电阻：用半导体材料制成，其电阻随温度变化明显，温度 升高电阻减小，如图－1为某一热敏电阻－温度特性曲线。热敏电阻 的灵敏度较好。与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温 范围大，但灵敏度较差。 （4）电容式位移传感器能够把物体的位移这个力学量转换为电容这个电学量。 （5）霍尔元件能够把磁感强度这个磁学量转换为电压这个电学量 （三）、传感器的简单应用 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。 2、 热电传感器（温度传感器） 热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的升高减小（金属热电阻的电阻率随温度的升高 而增大）的原理制成的, 它能用把温度这个热学量转换为电压这个电学量。如各种家用电器 (空调、冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制、火警报警器、恒温箱等。 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。 非电物理敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 → → → →

交变电流和传感器重点教学内容

交变电流和传感器 1.交变电流定义： 例题1.如图1所示的A 、B 、C 、D 四个图象中，哪一个能正确反映交变电流的变化规律？ 答案：A C D 知识链接： ①大小和方向均随时间而作周期性变化的电流叫做交变电流。上面的四个图象中，很容易看出其中的A 、C 、D 画出了一个或两个周期内i ----t 或e ----t 变化关系图象，图象都能中反映出电流i 或电动势e 的大小和方向确实是随时间作周期性变化的；但对于图象B 来说，虽然形式像是正弦曲线，但仔细看一下就会发现，它反映出的只是电压的大小随时间作周期性变化，方向并没有变化，不符合交变电流的定义。 ②随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，像图1中的A 。这里需要注意的问题就是，正弦交流电的图象也并非一定是正弦曲线，余弦曲线反映的也是正弦交流电的变化规律，也叫正弦交流电。其实，正弦曲线和余弦曲线只是坐标原点选取的不同而已。 2.交变电流的产生及描述交变电流的物理量： 例题2.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为m ?，最大感应电动势为m E ，则下列说法中正确的是 A .当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零 B .当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大 C .当穿过线框的磁通量等于m ?5.0时，感应电动势等于m E 5.0 D .线框转动的角速度m m E ?ω/= 解析：根据正弦交流电的产生及其变化规律:当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大；磁通量为零时，感应电动势最大。由此可知，选项A 错误，B 正确。 设线框从中性面开始计时，则有 t E e m ωsin = 式中 ωBS E m =

新课标人教版3-2选修三6.4《传感器的应用实验》WORD教案5

第四节：传感器的应用实验学案 【学习目标】 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。［来一网］ 【学习重点】：传感器的应用实例。 【学习难点】：由门电路控制的传感器的工作原理。 【教学过程】 」、问题引入 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些具体的温度、光 学了哪传感器？ 二、学习新课 阅读下列学习资料总结二极管的特点和作用： （一）、普通二极管和发光二极管 固态电子器件中的半导体两端器件。起源于19世纪末发现的点接触二极管效应，发展于20世纪 30年代，主要特征是具有单向导电性，即整流特性。利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构，可制成不同类型的二极管，用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。例如稳压二极管可在电源电路中提供固定偏压和进行过压保护；雪崩二极管作为固体微波功率源，用于小型固体发射机中的发射源；半导体光电二极管能实现光-电能量的转换，可用来探测光辐射信号；半导体发光二极管能实现电-光 能量的转换，可用作指示灯、文字-数字显示、光耦合器件、光通信系统光源等；肖特基二极管可用于微波电路中的混频、检波、调制、超高速开关、倍频和低噪声参量放大等。按用途分：检波二极管、整流二极 管、稳压二极管、开关管、光电管。按结构分：点接触型二极管、面接触型二极管 发光二极管简称为LED。由镓（Ga ）与砷（AS ）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射岀可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向 导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN 结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和 空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放岀的能量多少不同，释放岀的能量越多，则发岀的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

2021届高考物理必考实验十二：传感器的简单使用【含答案】

2021届高考物理必考实验十二：传感器的简单使用 1.实验原理 (1)传感器的作用 传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)。 (2)传感器的工作过程 通过对某一物理量敏感的元件将感受到的信号按一定的规律转换成便于测量的信号。例如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号;热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号。转换后的信号经过电子电路的处理就可达到方便检测、自动控制、遥控等各种目的。 传感器工作的原理可用下图表示: 2.实验器材 热敏电阻、光敏电阻、多用电表、铁架台、烧杯、冷水、热水、小灯泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等。 3.实验步骤及数据处理 (1)研究热敏电阻的热敏特性 ①实验步骤 a.按图所示连接好电路,将热敏电阻绝缘处理。 b.把多用电表置于“欧姆挡”,并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数。 c.向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测出的热敏电阻的阻值。 d.将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录。 ②数据处理 a.根据记录数据,把测量到的温度、电阻阻值填入下表中,分析热敏电阻的特性。

次数 123456 待测量 温度/℃ 电阻/Ω b.在坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线。 c.根据实验数据和R-t图线,得出结论:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而增大。 (2)研究光敏电阻的光敏特性 ①实验步骤 a.将光电传感器、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图所示电路连接好,其中多用电表置于“×100”的欧姆挡。 b.先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据。 c.打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录。 d.观察用手掌(或黑纸)遮光时电阻的阻值,并记录。 ②数据处理 把记录的结果填入下表中,根据记录数据分析光敏电阻的特性。 光照强度弱中强无光照射 阻值/Ω 结论:光敏电阻的阻值被光照射时发生变化,光照增强电阻变小,光照减弱电阻变大。 4.注意事项

(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。

最新实验：传感器的简单使用

实验十二传感器的简单使用 1 2 一、研究热敏电阻的特性 3 1.实验原理 4 闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察. 5 2.实验器材 6 半导体热敏电阻、多用电表、温度计、铁架台、烧杯、凉水和热水. 7 3.实验步骤 8 (1)按图1连接好电路，将热敏电阻绝缘处理； 9 10 图1 11 (2)把多用电表置于欧姆挡，并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻12 的阻值，并记下温度计的示数； 13 (3)向烧杯中注入少量的冷水，使热敏电阻浸没在冷水中，记下温度计的示数14 和多用电表测量的热敏电阻的阻值； 15 (4)将热水分几次注入烧杯中，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录. 16

4.数据处理 17 在图2坐标系中，粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线. 18 19 图2 20 5.实验结论 21 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大. 22 6.注意事项 23 实验时，加热水后要等一会儿再测热敏电阻阻值，以使电阻温度与水的温度相24 同，并同时读出水温. 25 二、研究光敏电阻的光敏特性 26 1.实验原理 27 闭合电路欧姆定律，用欧姆表进行测量和观察. 28 2.实验器材 29 光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线、电源. 30 3.实验步骤 31 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图3所示电路连接好，其中32 多用电表置于“×100”挡； 33

34 图3 35 (2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据； 36 (3)打开电源，让小灯泡发光，调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮，观察多用电37 表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，并记录； 38 (4)用手掌(或黑纸)遮光时，观察多用电表表盘指针显示光敏电阻阻值的情况，39 并记录. 40 4.数据处理 41 根据记录数据分析光敏电阻的特性. 42 5.实验结论 43 (1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大，强光照射下电阻值很小； 44 (2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量. 45 6.注意事项 46 (1)实验中，如果效果不明显，可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中，并通过47 盖上小孔改变照射到光敏电阻上的光的多少来达到实验目的； 48 (2)欧姆表每次换挡后都要重新进行欧姆调零. 49 50 命题点一温度传感器的应用 51

新课标人教版3-2选修三6.4《传感器的应用实验》WORD教案1

第六章传感器 6． 4 传感器的应用实验 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解两个实验的基本原理。 2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。 （二）过程与方法通过实验培养动手能力，体会传感器在实际中的应用。 （三）情感、态度与价值观 在实验中通过动手组装和调试，增强理论联系实际的意识，激发学习兴趣，科学态 培养良好的度。 ★教学重点 1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。2．温度报警器的电路工作原理。 ★教学难点 光控电路和温度报警器电路的工作原理。 ★教学方法

实验法、观察法、讨论法。 ★教学工具 实验过程中用到的有关器材、元器件等，由实验室统一准备

★教学过程来源学科网ZXXK] （一）引入新课 师：随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器.传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量, 对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的. 这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。 （二）进行新课 实验1、光控开关 1 ?实验原理及知识准备 Y//十 LED 1 +5V 师：（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R i的 最大电阻为51 k Q , R2为330 k Q,试分析其工作原理. 生：白天，光强度较大，光敏电阻R G电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y 输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6V）,输出端Y突然从高电 平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的. 师：要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R i的阻值调大些还是调小些？为什么？ 生：应该把R i的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如 1.6V，就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。。 师：用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？ 生：由于集成电路允许通过的电流较小，要用白 炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路. 师：（投影）如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触 V ri . 'U Rg 低压控制电路

2021高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生及描述学案新人教版

第十一章交变电流传感器▌考试说明▌ 课程标准命题热点 1．通过实验，认识交变电流。能用公式和图象描述正弦交变电流。2．通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。 3．了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。 4．知道非电学量转化成电学量的技术意义。 5．通过实验，了解常见传感器的工作原理。会利用传感器设计并制作简单的自动控制装置。 6．列举传感器在生产生活中的应用。(1)交变电流的图象、表达式及其“四值”的应用。 (2)理想变压器的基本原理及动态分析。(3)远距离输电问题。 第1讲交变电流的产生及描述 ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU 知识梳理·自测巩固 知识点1 交变电流 1．定义： 大小和方向都随时间做__周期性变化__的电流叫作交变电流。 2．图象：如图所示， 图__甲、乙、丙、丁__所示电流都属于交变电流，图__戊__所示电流属于恒定电流。 知识点2 正弦式交变电流的产生和变化规律 1．产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕__垂直磁场__方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。

2．中性面及其特点。 (1)定义：与磁场方向__垂直__的平面。 (2)特点： ①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量__最大__，磁通量的变化率为__零__，感应电动势为__零__。 ②线圈转动一周，__2次__经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。 3．图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为__正弦__曲线，如图所示。 4．变化规律(线圈从中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝__E msin ωt __。 (2)电压u 随时间变化的规律：u ＝__U msin ωt __。 (3)电流i 随时间变化的规律：i ＝__I msin ωt __。 其中ω是线圈转动的__角速度__，E m ＝__nBSω__。 知识点3 描述交变电流的物理量 1．周期和频率 (1)周期(T )：交变电流完成__一次周期性__变化，即线圈__转一周__所需要的时间，单位是__秒(s)__，公式T ＝__ 2π ω __。 (2)频率(f )：交变电流在__1_s 内完成周期性变化__的次数，单位是__赫兹(Hz)__。 (3)周期和频率的关系：__T ＝1f __或__f ＝1 T __。 2．交变电流的“四值”

重庆市开县中学高中物理 实验 传感器的应用导学案 新

重庆市开县中学2014年高中物理实验传感器的应用导学案新人 教版选修3-1 教学内容实验：传感器的应用 1 课时教学起止时间 课型安排问题解决课 主备小组成员胡永学、彭涣成、 霍兆霞主备负责人 （主持人） 资料收集 互传人 霍兆霞 课程标准 学习目标1.让学生练习电子电路的组装，获得自动控制电路设计的感性认识。 2.识别各种晶体管，逻辑集成电路块，集成电路实验板，知道各种元件的性能和引脚。 3.了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关。 4.了解温控报警器及控制原理，会组装温度报警器。 重点难点重点：光控开关和温控报警的工作原理和制作。 难点：光控开关和温控报警的工作原理和制作。 学习过程 评价任务（内容、问题、试题）学导策略 引入新课 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。 模块一:认识器件 （一）、普通二极管和发光二极管 理论简介：固态电子器件中的半导体两端器件。起源于19世纪末发现的点接触二极管效应，发展于20世纪30年代，主要特征是具有单向导电性，即整流特性。利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构，可制成不同类型的二极管，用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。例如稳压二极管可在电源电路中提供固定偏压和进行过压保护；雪崩二极管作为固体微波功率源，用于小型固体发射机中的发射源；半导体光电二极管能实现光-电能量的转换，可用来探测光辐射信号；半导体发光二极管能实现电-

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”

高考试题分类解析-物理专题18交变电流和传感器

（十八）交变电流和传感器 一．2012年高考题 1. （2012·山东理综）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。○V 为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 A ．电压表的示数等于5V B 2 C ．实现点火的条件是 2 1 n n >1000 D ．实现点火的条件是2 1 n n <1000 1.【答案】BC 2 V ，选项B 正确A 错误。当变压器匝数比2 1 n n >1000，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。选项C 正确D 错误。 【考点定位】此题考查变压器、交变电流有效值及其相关知识。 2.（2012·江苏物理）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有

(A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零

(B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 (C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起 (D) 地 面上的 人接触 火线发 生触电 时,开关 K 将被 电磁铁 吸起 3.（2012·四川理综）如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则 A.线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 B.线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 D.线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 3.【答案】：D 【解析】：线圈a输入正弦交变电流，线圈b输出的也是正弦交变电流；线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量恒定，选项AB错误；线圈b输出的交变电流对线圈a的磁场造成影响，选项C错误；线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有感应电场，选项D正确。 【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。 4. （2012·广东理综物理）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有 A. 最大值是502V B. 频率是100Hz C．有效值是252V D. 周期是0.02s 4【答案】：CD