5.1+認(rèn)識(shí)傳感器-高二物理（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）

sssss第1節(jié)認(rèn)識(shí)傳感器第5章目錄CONTENTS神奇的傳感器01傳感器的種類02傳感器的組成與應(yīng)用模式03玉兔號(hào)在月球上的工作離不開(kāi)各式各樣的傳感器。其實(shí)，不只在科研領(lǐng)域，在人們的日常生活中，也會(huì)用到傳感器以實(shí)現(xiàn)某種功能。要想知道這其中的道理，就要學(xué)習(xí)一些有關(guān)傳感器的知識(shí)。小盒子A的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡,盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān),但是把磁鐵B放到盒子上面,燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁鐵移走,燈泡熄滅。盒子里有怎樣的裝置，才能實(shí)現(xiàn)這樣的控制？原理：當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開(kāi)關(guān)的作用。磁信號(hào)

電路的通斷01神奇的傳感器傳感器作用：代替、補(bǔ)充、延伸人的感覺(jué)器官人體感官與傳感器的類比光傳感器濕度、氣體傳感器聲音傳感器味傳感器壓力、溫度傳感器視覺(jué)嗅覺(jué)聽(tīng)覺(jué)味覺(jué)觸覺(jué)、溫覺(jué)

傳感器的功能與人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等功能相似。人類是借助感覺(jué)器官?gòu)耐饨绔@取信息的，并由神經(jīng)系統(tǒng)將這些信號(hào)傳遞給大腦，在人腦中將這些信息進(jìn)行處理，然后發(fā)出命令傳遞給肌體，做出動(dòng)作。如果用機(jī)器完成這一過(guò)程，計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人的大腦，執(zhí)行機(jī)構(gòu)相當(dāng)于人的肌體，傳感器就相當(dāng)于人的“五官”。實(shí)際上，有些傳感器還具有“超人”的本領(lǐng)。這里所說(shuō)的“超人”的本領(lǐng)是指?jìng)鞲衅鞑粌H可應(yīng)用于高溫、高壓、輻射等惡劣環(huán)境，還可檢測(cè)出人類五官不能感知的各種信息，如微弱的磁、電、離子和射線的信息等。利用傳感器的這些本領(lǐng)，可以制成形形色色的機(jī)器人，承擔(dān)人類難以直接完成的任務(wù)。例1“聲控—光控”開(kāi)關(guān)晚上，當(dāng)我們進(jìn)入黑洞洞的樓道時(shí)，一跺腳，樓道燈自動(dòng)開(kāi)啟，但是這種情況在白天卻不會(huì)發(fā)生。這是因?yàn)闃堑赖臒舭惭b了“聲控—光控”開(kāi)關(guān)。這個(gè)開(kāi)關(guān)會(huì)感知環(huán)境的明暗和聲音的強(qiáng)弱。只有環(huán)境的亮度低于某一個(gè)數(shù)值，同時(shí)聲強(qiáng)高于某一數(shù)值時(shí)，聲控—光控開(kāi)關(guān)才會(huì)接通，燈才會(huì)亮。例2紅外線傳感器一些賓館安裝了自動(dòng)門，當(dāng)人走近時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)人離開(kāi)時(shí)，門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。原來(lái)，有的自動(dòng)門裝有一種裝置，當(dāng)人走近時(shí)，可以檢測(cè)出人體向外輻射的紅外線，從而發(fā)出開(kāi)關(guān)啟動(dòng)的命令。這種裝置就是紅外線傳感器。紅外線傳感器例3乙醇傳感器交通警察在檢查司機(jī)是否酒后開(kāi)車時(shí)，會(huì)讓司機(jī)對(duì)著“便攜式酒精檢測(cè)儀”呼氣，檢測(cè)儀就會(huì)顯示呼出氣體中的酒精濃度。這是因?yàn)闄z測(cè)儀上裝有“乙醇傳感器”，它能感知乙醇的濃度。1.傳感器它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、磁場(chǎng)、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。傳感器是指這樣一類元件或裝置：力溫度光聲化學(xué)成分非電學(xué)量電學(xué)量電壓電流電路的通斷傳感器2.作用：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制。角度1

傳感器的原理例1

(2023·山東聊城期中)關(guān)于傳感器，下列說(shuō)法正確的是(

)A.所有傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的B.傳感器一定是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量C.傳感器把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量是為了方便地測(cè)量、傳輸、處理和控制D.干簧管是通過(guò)磁鐵靠近產(chǎn)生電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的√例2

關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說(shuō)法正確的是

(

)

解析：傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過(guò)轉(zhuǎn)換電路將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測(cè)量的電學(xué)量，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。√1.物理傳感器力傳感器、磁傳感器、聲傳感器利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)制作而成，體溫計(jì)——溫度傳感器電子秤——壓力傳感器利用電容傳感器制成的干手機(jī)利用壓力、電容傳感器制成的觸摸屏2.化學(xué)傳感器離子傳感器、氣體傳感器

利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無(wú)機(jī)或有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。報(bào)警器—?dú)怏w傳感器分析儀——離子傳感器利用電化學(xué)氣體傳感器制成的可燃?xì)怏w報(bào)警器利用生物活性物質(zhì)的選擇性來(lái)識(shí)別和測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì)3.生物傳感器酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器血糖儀——酶?jìng)鞲衅骼闷咸烟巧飩鞲衅髦瞥傻难莾x利用生物傳感器制成的心率儀角度2

傳感器的分類例3

下列關(guān)于物理傳感器、化學(xué)傳感器和生物傳感器的說(shuō)法正確的是(

)A.物理傳感器利用材料的某種物理性質(zhì)工作，因而只能用于機(jī)械加工行業(yè)而不能用于化工領(lǐng)域B.化學(xué)傳感器是利用某種化學(xué)反應(yīng)來(lái)工作的，因而只能輸出某種化學(xué)物質(zhì)而不能輸出電學(xué)量C.生物傳感器的適用范圍廣，可在任意溫度下工作D.生物傳感器由于含有生命物質(zhì)，因而對(duì)使用傳感器的環(huán)境有一定要求√

A.聲傳感器和壓力傳感器

B.光傳感器和位移傳感器C.速度傳感器和溫度傳感器

D.壓力傳感器和加速度傳感器解析：根據(jù)題意，進(jìn)行人面識(shí)別需要使用光傳感器和位移傳感器。√角度3

傳感器的應(yīng)用例5

如圖中關(guān)于傳感器的應(yīng)用，說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.干簧管是利用磁場(chǎng)來(lái)控制電路的通斷B.機(jī)器人的“眼睛”利用了光傳感器C.紅外測(cè)溫儀向人體發(fā)射紅外線，從而測(cè)量人體溫度D.電容式位移傳感器能把物體的位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化成電容這個(gè)電學(xué)量√03傳感器的組成與應(yīng)用模式汽車?yán)锏膫鞲衅鬟@些傳感器是如何協(xié)調(diào)完成復(fù)雜的指令的？1.傳感器的核心部分——敏感元件、轉(zhuǎn)換元件敏感元件是指能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分——完成檢測(cè)。轉(zhuǎn)換元件是指能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分——完成轉(zhuǎn)換。如果敏感元件直接輸出的是電學(xué)量，它就同時(shí)兼為轉(zhuǎn)換元件。這種敏感元件和轉(zhuǎn)換元件二者合一的傳感器是很多的。例如，熱電偶、壓電晶體等都是這種形式的傳感器。非電學(xué)量需要被測(cè)量的物理量敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路

電學(xué)量能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量將敏感元件輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電學(xué)量電學(xué)量信號(hào)放大2.傳感器的工作原理3.信號(hào)的獲取數(shù)字式指針式4.應(yīng)用模式被測(cè)量敏感元件轉(zhuǎn)換元件傳感器基本部分電信號(hào)信號(hào)調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路顯示器執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)導(dǎo)學(xué)探究

話筒是一種能夠?qū)⒙曇粜盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。圖乙是電容式話筒的組成結(jié)構(gòu)示意圖，話筒的振動(dòng)膜片涂有薄薄的金屬層，膜后相距幾十微米有一個(gè)全屬片（固定電極），它們構(gòu)成電容器的兩個(gè)極板。電容式話筒利用電容器的電容與極板間距離的關(guān)系來(lái)工作。你能根據(jù)它的工作過(guò)程說(shuō)說(shuō)各組成元件的作用嗎?敏感元件振動(dòng)膜片轉(zhuǎn)換元件固定電極轉(zhuǎn)換電路電阻電源想一想

以下工作中，你認(rèn)為要用什么傳感器?（1）讓孵化器在一定溫度下孵化禽蛋;（2）電梯超出負(fù)載時(shí)，發(fā)出報(bào)警提示;（3）使汽車排放符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的尾氣。溫度傳感器壓力傳感器氣體傳感器

第一代機(jī)器人對(duì)外界沒(méi)有感覺(jué)，只能按照編好的程序，由