認(rèn)識(shí)傳感器課件-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

5.1認(rèn)識(shí)傳感器人教版（2019）物理（選擇性必修第二冊(cè)）第五章

傳感器素養(yǎng)目標(biāo)1.通過探究活動(dòng)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義2.通過大量的生活實(shí)例，了解傳感器的種類，知道傳感器的分類方式3.通過探究實(shí)驗(yàn)和特定推理，知道傳感器的組成與應(yīng)用模式，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)科素養(yǎng)

小盒子A

的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒有開關(guān)。如果把磁體B

放到盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁體移走，燈泡熄滅。盒子里有什么樣的裝置，才能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？干簧管新課講解

原來，小盒子中有一種叫作“干簧管”的元件，它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，玻璃管內(nèi)封入了兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片。當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到開關(guān)的作用，操縱開關(guān)的是磁場(chǎng)這只看不見的“手”。干簧管是一種能夠感知磁場(chǎng)的傳感器。那么，到底什么是傳感器？神奇的傳感器1.“聲控—光控”

傳感器

在傍晚進(jìn)入樓道時(shí)，一跺腳或者大聲喊一下，樓道燈自動(dòng)開啟，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”開關(guān)。

這個(gè)開關(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—光控開關(guān)才會(huì)接通，燈才會(huì)亮。聲控開關(guān)光控開關(guān)

一些樓宇安裝了自動(dòng)門，當(dāng)人走近時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開；當(dāng)人離開時(shí)，門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。原來自動(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)出開門的命令。這種裝置就是紅外線傳感器。2.紅外傳感器自動(dòng)門3.乙醇傳感器

交通警察在檢查司機(jī)是否酒后開車時(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。傳感器接收外界信息，并按照一定的規(guī)律和要求把信息轉(zhuǎn)換成可用輸出信息的裝置視覺嗅覺味覺觸覺、溫覺聽覺光傳感器聲音傳感器味傳感器溫度傳感器壓力傳感器濕度傳感器氣體傳感器4.人的感官與傳感器的類比

傳感器的定義

傳感器（sensor）：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號(hào)(通常是電壓、電流等電學(xué)量)，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。傳感器的工作原理思考請(qǐng)根據(jù)需要大膽地設(shè)想：在家里、學(xué)校和生活的社區(qū)，什么地方應(yīng)該安裝傳感器？這些傳感器起到了什么作用？使用傳感器使我們的生活更加方便、安全和舒適。生活中，你還發(fā)現(xiàn)哪些地方使用了傳感器？思考電飯煲自動(dòng)水龍頭自動(dòng)干電子秤1.許多樓道燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒反應(yīng)。這種“聰明”的樓道燈電路中接入了哪幾種傳感器？經(jīng)典例題答案：光傳感器和聲音傳感器解析：樓道燈能對(duì)明暗和聲音做出反應(yīng)，故樓道燈電路中應(yīng)接入了光傳感器和聲音傳感器。傳感器的種類傳感器的種類1.物理傳感器：2.化學(xué)傳感器：3.生物傳感器：力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等離子傳感器、氣體傳感器等酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器等力傳感器聲傳感器氣體傳感器磁傳感器1.物理傳感器利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)制作而成例如力傳感器、磁傳感器、聲傳感器、電容傳感器、電感傳感器，光電、壓電傳感器等。利用溫度傳感器制成的電子體溫計(jì)利用壓力傳感器制成的電子秤利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無機(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)。如離子傳感器、氣體傳感器等化學(xué)傳感器。利用電化學(xué)氣體傳感器制成的可燃?xì)怏w報(bào)警器利用葡萄糖濃度傳感器制成的血糖儀2.化學(xué)傳感器利用生物活性物質(zhì)的選擇性來識(shí)別和測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì)，如酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器等生物傳感器?？纱┐魇胶挂荷飩鞲衅魅樗岽x物的生物傳感器，將電子傳輸聚合物和乳酸氧化酶結(jié)合，生成專門催化乳酸氧化的酶3.生物傳感器手機(jī)中包含多少種傳感器呢？思考加速度傳感器聲傳感器壓力傳感器溫度傳感器環(huán)境光線傳感器陀螺儀圖像傳感器電子羅盤近程傳感器2.傳感器有哪些分類方法？在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器是如何命名的？經(jīng)典例題答案：見解析解析：傳感器的分類方法：根據(jù)被測(cè)量分類、按照工作原理分類、按照輸出信號(hào)分類、根據(jù)測(cè)量目的分類、按照制造工藝分類等。在實(shí)際應(yīng)用中，傳感器一般是按照工作原理與被測(cè)量合成命名的。傳感器的組成與應(yīng)用模式1.傳感器的組成（1）傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成，它們分別完成檢測(cè)和轉(zhuǎn)換兩個(gè)基本功能。（2）敏感元件能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分；（3）轉(zhuǎn)換元件將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分。熱電偶、壓電晶體都是這種敏感元件和轉(zhuǎn)換元件二者合一的傳感器如何應(yīng)用從傳感器獲得的有用信號(hào)呢？思考傳感器可以用指針式電表或數(shù)字屏等顯示測(cè)量的數(shù)據(jù)可以用驅(qū)動(dòng)繼電器或其他元件，來執(zhí)行諸如打開管道的閥門、開通或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)等動(dòng)作可以由計(jì)算機(jī)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)出更復(fù)雜的指令2.

傳感器的應(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)換電路執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示器（指針式電表或數(shù)字屏）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于放大電信號(hào)或轉(zhuǎn)換成其他可以遠(yuǎn)距離傳輸?shù)目煽啃盘?hào)話筒各組成元件的作用？思考振動(dòng)膜片：聲波使振動(dòng)膜發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)膜作為敏感元件，感受聲音信號(hào)的變化話筒的振動(dòng)膜片涂有薄薄的金屬層，膜后相距幾十微米有一個(gè)金屬片（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)系來工作。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。振動(dòng)膜片與固定電極組成的電容器相當(dāng)于轉(zhuǎn)換元件，將聲音信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成電容器的電容變化電容器產(chǎn)生充、放電電流，加載在電阻R兩端的電壓也隨之變化。這樣，信號(hào)最后經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路就被輸出為便于測(cè)量和處理的電壓信號(hào)，用于顯示、記錄等傳感器的應(yīng)用——機(jī)器人

1920年，捷克斯洛伐克作家卡佩克在一部科幻小說中構(gòu)思了一個(gè)機(jī)器人，名字叫Robot。1947年，世界上第一個(gè)機(jī)械人在美國(guó)誕生。

第一代機(jī)器人對(duì)外界沒有感覺，第二代機(jī)器人通過傳感器開始對(duì)外界有了感知，第三代是智能機(jī)器人。

如今，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，deepseek的出現(xiàn)，機(jī)器人會(huì)變得越來越聰明機(jī)器人3.什么是傳感器？它由哪幾部分組成？各部分有什么作用？經(jīng)典例題答案：見解析解析：傳感器是指把被測(cè)的非電信息，按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的器件或裝置：傳感器由敏感元件和處理電路組成；敏感元件的作用是直接感受非電信息，并將這些信息轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的物理量，形成電信號(hào)；處理電路的主要作用是放大微小信號(hào)，除去干擾信號(hào)，使敏感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于顯示、記錄、處理和控制的電學(xué)量。認(rèn)識(shí)傳感器傳感器的分類物理傳感器：根據(jù)物理特性或物理效應(yīng)制作而成的傳感器化學(xué)傳感器：利用電化學(xué)反應(yīng)原理，把無機(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)生物傳感器：利用生物活性物質(zhì)的選擇性來識(shí)別和測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì)傳感器的組成與應(yīng)用模式敏感元件、轉(zhuǎn)換元件傳感器定義、作用1.許多辦公樓及宿舍樓樓道上的電燈白天不亮，到了晚上能夠自動(dòng)做到“人來即亮，人走即滅”，其神奇功能在于控制燈的“開關(guān)”傳感器，下列有關(guān)該傳感器的說法正確的是()A.該傳感器能夠測(cè)量的物理量是位移和溫度B.該傳感器能夠測(cè)量的物理量是位移和光強(qiáng)C.該傳感器能夠測(cè)量的物理量是壓力和位移D.該傳感器能夠測(cè)量的物理量是光強(qiáng)和聲音D答案：D解析：樓道中安裝了自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)，白天燈不亮與光傳感器有關(guān)；晚上有人經(jīng)過時(shí)，燈自動(dòng)亮起來，與聲音有關(guān)，是聲傳感器，所以該傳感器能夠測(cè)量的物理量是光強(qiáng)和聲音，選項(xiàng)D正確。2.全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動(dòng)感應(yīng)裝置，該裝置采用的傳感器可能是()A.溫度傳感器

B.氣體傳感器

C.生物傳感器

D.壓力傳感器D答案：D解析：水位不同，壓力就不同，洗衣機(jī)可以根據(jù)壓力大小來分析水位的高低，故采用壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。故選D。3.人類發(fā)射的繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時(shí)都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對(duì)準(zhǔn)太陽，為達(dá)到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來感知太陽方位()A.力傳感器

B.光傳感器C.溫度傳感器

D.生物傳感器

B答案：B解析：太陽能電池是通過光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，供航天器使用的，因此需要使用光傳感器，來感知太陽方位，故選B。4.家用電飯鍋使用的傳感器類型是()A.溫度傳感器 B.紅外傳感器 C.聲音傳感器 D.濕度傳感器

A答案：A解析：開始煮飯時(shí)，用手壓下開關(guān)按鈕，永磁體與感溫磁體相吸，手松開后，按鈕不再恢復(fù)到圖示狀態(tài)，則觸點(diǎn)接通，電熱板通電加熱，水沸騰后，由于鍋內(nèi)保持100°C不變，故感溫磁體仍與永磁體相吸，繼續(xù)加熱，直到飯熟后，水分被大米吸收，鍋底溫度升高，當(dāng)溫度升至“居里點(diǎn)103°C”時(shí)，感溫磁體失去鐵磁性，在彈簧作用下，永磁體被彈開，觸點(diǎn)分離，切斷電源，從而停止加熱。家用電飯鍋使用的傳感器類型是溫度傳感器。5.關(guān)于傳感器，下列說法正確的是(