5.1认识传感器课件-高二下学期物理人教版选择性

第1节

认识传感器第五章传感器1.了解传感器的概念,知道非电学量转化为电学量的技术意义。2.了解传感器的种类，知道这些传感器的工作原理。3.掌握传感器的组成与应用模式。知识点一：神奇的传感器1.“声控—光控”开关思考讨论：当我们进入黑洞洞的楼道时，一跺脚，楼道灯自动开启，但是这种情况在白天却不会发生。这是为什么？这是因为楼道的灯安装了“声控—光控”开关。这个开关会感知环境的明暗和声音的强弱。只有环境的亮度低于某一数值，同时声强高于某一数值时，声控—光控开关才会接通，灯才会亮。2.红外线传感器自动门装有一种装置，当人走近时，可以检测出人体向外辐射的红外线，从而发出使自动门开关启动的命令。这种装置就是红外线传感器。3.乙醇传感器交通警察在检查司机是否酒后开车时，会让司机对着“便携式酒精检测仪”呼气，检测仪就会显示呼出气体中的酒精浓度检测仪上装有“乙醇传感器”，它能感知乙醇的浓度。视觉4.人的感觉器官与传感器的类比嗅觉触觉、温觉味觉听觉光传感器湿度传感器气体传感器味传感器声音传感器温度传感器压力传感器计算机相当于人的大脑，执行机构相当于人的肌体，传感器就相当于人的“五官”。5.传感器（1）定义在现代技术中，传感器（sensor）是指这样一类器件或装置：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。（2）传感器的作用把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。思考与讨论：1.传感器的使用使我们的生活更加方便、安全和舒适。生活中，你还发现哪些地方使用了传感器？2.请你根据需要大胆地设想：在家里、学校和生活的社区，什么地方应该安装传感器？这些传感器要起什么作用？路灯使用光电传感器,水龙头、自动门使用红外线传感器，日光灯、冰箱、电饭锅空调器使用温度传感器，起着自动控制的作用，手持体温计利用的是红外温度传感器。家中使用天然气具有一定的危险性，应安装气敏传感器，可在天然气泄漏时起到报警作用，这种传感器在检测时，可能会因为气体浓度过小而检测不到。1.什么是传感器它的作用是什么简述一下你对传感器的认识和理解。练一练传感器是能够将感受到的非电学量，按一定规律转换成电学量输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，敏感元件和转换元件合二为一的也很多。传感器种类很多，根据其利用的物质的特性不同可分为：物理传感器、化学传感器、生物传感器。根据其被测量的不同可分为：声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器。根据具体工作原理的不同可分为：电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。知识点二：传感器的种类1.物理传感器（1）原理：根据物理特性或物理效应制作而成的传感器。例如力传感器、磁传感器、声传感器、电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等。利用温度传感器制成的电子体温计利用压力传感器制成的电子秤2.化学传感器利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号。如离子传感器、气体传感器等化学传感器。利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器3.生物传感器利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等生物传感器。利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪大多数传感器是以物理原理为基础制作的。这类传感器种类最多，应用领域也最广泛。一部普通的智能中就安装有十几种传感器，能感受声音、图像、压力、磁场、加速度等各种信息。加速度传感器智能中的部分传感器声传感器压力传感器温度传感器环境光线传感器陀螺仪图像传感器电子罗盘4.物理传感器的两大类分类方式（1）根据被测量的不同可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器；（2）根据具体工作原理的不同可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。1.夜幕降临时，路边上的路灯就会自动亮起，因为控制路灯的电路中安装了下列哪种传感器（）A．温度传感器 B．红外线传感器C．光敏传感器 D．声音传感器练一练C知识点三：传感器的组成与应用模式1.传感器的组成（1）传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成，它们分别完成检测和转换两个基本功能。（2）敏感元件能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；（3）转换元件将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。并不是所有传感器都能够明显地区分敏感元件和转换元件。如果敏感元件直接输出的是电学量，它就同时兼为转换元件。热电偶温度计压电晶体晶体片热电偶、压电晶体都是这种敏感元件和转换元件二者合一的传感器特别提醒！思考：如何应用从传感器获得的信号呢？可以用指针式电表或数字屏等显示测量的数据；也可以用来驱动继电器或其他元件，来执行诸如打开管道的阀门、开通或关闭电动机等动作；还可以由计算机对获得的数据进行处理，发出更复杂的指令。3.传感器应用的一般模式被测量敏感元件转换元件传感器基本部分电信号信号调整与转换电路执行机构显示器（指针式电表或数字屏）计算机系统思考与讨论:话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器。图乙是电容式话筒的组成结构示意图，话筒的振动膜片涂有薄薄的金属层，膜后相距几十微米有一个金属片（固定电极），它们构成电容器的两个极板。电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作。你能根据它的工作过程说说各组成元件的作用吗？乙甲固定电极声音输出信号振动膜片电容式话筒（1）振动膜片：声波使振动膜发生振动，振动膜作为敏感元件，感受声音信号的变化。（2）振动膜片与固定电极组成的电容器相当于转换元件，将声音信号的强弱转换成电容器的电容变化。（3）电容器产生充、放电电流，加载在电阻R两端的电压也随之变化。这样，信号最后经过转换电路就被输出为便于测量和处理的电压信号，用于显示、记录等。科学漫步机器人机器人在下水道里探测水下管网服务型机器人我国自主研发的探索号自治式水下机器人阅读课文了解第一代机器人、第二代机器人、第三代机器人。1.请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子，简单说明它的原理。练一练举两例供参考。（1）红外线传感器在自动门中的应用：当人们接近门的时候，传感器识别人体的红外线传递给驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭。(2)电容式触摸屏中传感器的应用：电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃、电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体是导体，导体层和手指构成了电容式触摸屏的两极，形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，位于触摸屏后的控