物理选修w3-2全套课件.ppt

　　A．2∶1,25 V 　　B．2∶1,20 V 　　C．1∶2,25 V 　　D．1∶2,20 V 　　解析　a、b间电压不等于原线圈两端电压．从电流的角度考虑，它们都能正常发光，通过L4的电流是通过L1电流的两倍，因此原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1．副线圈两端的电压为10 V，原线圈两端的电压为20 V，可得a、b间电压为25 V． 　　答案　A 　　点评　本题a、b间电压不是原线圈两端电压，这是本题的关键． 第六章　传感器 课时41　传感器及其工作原理 　　课前导航 　　国家标准GB7665－87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”．由此可知，传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律转换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实验自动检测和自动控制的首要环节． 　　在科技高度发达的今天，传感器与我们的生活已密切相关．在本章学习之前，请你想想：电视、空调的遥控器是如何实现远距离操纵的？楼梯上的电灯是如何做到人来就亮，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？ 　　基础梳理 基本要求 1．初步认识传感器的基本功能 2．了解传感器是能感受非电学量，并将其转换成电学量的元件 3．知道光敏电阻的电阻率与光照强度有关 4．知道霍尔元件能把磁感应强度转换为电压 发展要求 区分金属热电阻与热敏电阻随温度变化的规律，理解R－t图象的意义 　　知识精析 　　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等．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成电压、电流信号，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、色标传感器、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，光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．它就像人的眼睛，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． 　　热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而减小或增大．它与金属热电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差． 　　3．电容式位移传感器：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的电学量． 　　4．霍尔元件：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量． 　　如图41－1所示，厚度为h，宽度为d的导体垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差．这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感 应强度B的关系为U＝k ，式中的k称为霍尔系数，霍尔效 应可解释如下： 　　 图41－1 　　三、传感器的分类 　　四、传感器的一般结构 　　虽然各种传感器的工作原理不同，在组成细节上也有较大的差异，但总的来说，传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成，如图41－2所示，有时还需要加辅助电源． 　　 图41－2 　　敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测量并将其转换成与被测量成一定关系且易于测量的物理量，如温度、位移等． 　　转换元件：也称传感元件，通常不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出． 　　转换电路：是将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流、频率等． 　　相对于传感器的转换作用而言，敏感元件常被称为预变换器．因为在完成非电学量到电学量的转换过程中，并非所有的非电学量都能一次直接转换成电学量，往往是先变换成一种易于变换成电学量的非电学量，如位移等，然后通过适当的方法转换成电学量．因而，人们将能够完成预变换的器件称为敏感元件，如弹性元件等．而转换元件是能将感觉到的被测非电学量转换成电学量的器件，如压电晶体热电偶等．当然，转换元件是传感器的核心部分，它是利用各种物理、化学、生物效应等原理制成的． 　　方法探究 　　一、关于敏感元件 　　例1　为什么干簧管中的簧片用软磁性材料制成？ 　　解析　当磁