5.1 認(rèn)識傳感器 課件 人教版高中物理選修二

5.1認(rèn)識傳感器人教版高中物理選修二目錄新知導(dǎo)入第一部分新知探究第二部分新知應(yīng)用第三部分課堂小結(jié)第四部分新知鞏固第五部分盒子里面有什么裝置？原理：當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(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！新知導(dǎo)入新知導(dǎo)入新知導(dǎo)入自動路燈酒精濃度檢測自動門紅外線溫度計(jì)電子秤新知導(dǎo)入傳感器作用：代替、補(bǔ)充、延伸人的感覺器官人體與傳感器光傳感器濕度、氣體傳感器聲音傳感器味傳感器壓力、溫度傳感器視覺嗅覺聽覺味覺觸覺、溫覺新知探究1、概念：2、工作原理：

傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路（或電路的通斷）電學(xué)量新知探究傳感器的作用傳感器的作用是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)很方便地測量、傳輸、處理和控制。

非電學(xué)量→傳感器→電學(xué)量

角度位移速度壓力溫度濕度聲強(qiáng)光照

傳感器電壓電流電阻電容新知探究有一些星級賓館的洗手間裝有自動干手機(jī)，洗手后將濕手靠近，機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?

)A．改變濕度 B．改變溫度C．改變磁場 D．改變電容人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器．手靠近時(shí)改變了電容大小新知應(yīng)用1、傳感器的定義：傳感器是指這樣一類元件：它能夠感知諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等__________，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化成_____________等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為_____________。非電學(xué)量電學(xué)量

3、特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：易測量、易傳輸、易處理、易控制2、傳感器的作用：非電學(xué)量電壓、電流電路的通斷新知鞏固新知探究酒精含量測試儀雷達(dá)測速儀電子秤電子秤新知探究紅外線感應(yīng)器聲光控開關(guān)電子握力計(jì)紅外線溫度計(jì)新知探究溫度傳感器光傳感器（光敏電阻）火警報(bào)警器色標(biāo)傳感器力傳感器新知探究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——壓力傳感器新知探究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。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)警器新知探究利用生物活性物質(zhì)的選擇性來識別和測定生物化學(xué)物質(zhì)3.生物傳感器酶傳感器、微生物傳感器、細(xì)胞傳感器血糖儀——酶傳感器利用葡萄糖生物傳感器制成的血糖儀新知探究4.智能手機(jī)的傳感器與功能傳感器原理各異，分類方法也不同。①根據(jù)被測量的不同，可分為聲、光、壓力、位移、加速度、溫度等傳感器；②根據(jù)具體工作原理的不同，可分為電阻式、電容式、電感式、光電式、熱電式、壓電式、磁電式等傳感器。新知探究傳感器的分類(按工作原理)及特點(diǎn)原理舉例特點(diǎn)物理傳感器利用物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng)感知并檢測出待測對象信息電容傳感器、電感傳感器，光電、壓電傳感器等品種多、應(yīng)用廣、發(fā)展快化學(xué)傳感器利用化學(xué)反應(yīng)識別和檢測信息氣敏傳感器、濕敏傳感器廣泛應(yīng)用于環(huán)保、火災(zāi)報(bào)警、醫(yī)療衛(wèi)生生物傳感器利用生物化學(xué)反應(yīng)識別和檢測信息組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶傳感器含有生命物質(zhì)，專一性好，易操作、快速、準(zhǔn)確新知探究汽車?yán)锏膫鞲衅餍轮骄繅好?、溫敏傳感器——觸覺氣敏傳感器——嗅覺光敏傳感器——視覺聲敏傳感器——聽覺化學(xué)傳感器——味覺還有磁敏傳感器、濕敏傳感器、放射線敏感傳感器等等。傳感器種類繁多：新知探究

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）使汽車排放符合國家標(biāo)準(zhǔn)的尾氣。溫度傳感器壓力傳感器氣體傳感器新知應(yīng)用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)外界被測非電學(xué)量的部分——完成檢測。轉(zhuǎn)換元件是指能將敏感元件輸出的信號直接轉(zhuǎn)換成電信號的部分——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。新知探究2.傳感器的工作原理非電學(xué)量需要被測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)外界被測非電學(xué)量將敏感元件輸出的信號轉(zhuǎn)換成電學(xué)量電學(xué)量信號放大新知探究電信號被測量敏感元件轉(zhuǎn)換元件信號調(diào)整與轉(zhuǎn)換電路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示器（指針式電表或數(shù)字屏）執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳感器基本部分4.傳感器應(yīng)用的模式傳感器的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：易測量、易傳輸、易處理、易控制數(shù)字式指針式3.信號的獲取新知探究【例題2】關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是（）A.非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件B.電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量C.非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量D.非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量傳感器一定是通過非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量來傳遞信號的，傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號，再通過轉(zhuǎn)換電路將此信號轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測量的電學(xué)量。所以C正確，ABD錯(cuò)誤。C解析：新知應(yīng)用思考與討論

話筒是一種能夠?qū)⒙曇粜盘栟D(zhuǎn)換為電信號的傳感器。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)系來工作。你能根據(jù)它的工作過程說說各組成元件的作用嗎?敏感元件振動膜片轉(zhuǎn)換元件固定電極轉(zhuǎn)換電路電阻電源新知探究科學(xué)漫步機(jī)器人

第一代機(jī)器人對外界沒有感覺，只能按照編好的程序，由內(nèi)部的計(jì)算機(jī)安排它的動作。

第二代機(jī)器人有了感覺，它身上安裝的傳感器能起到人的感官的作用。

第三代是智能機(jī)器人，是人們夢寐以求的，也是當(dāng)前正在努力發(fā)展的。新知探究機(jī)器人新知探究機(jī)器人跳舞機(jī)器人跑步機(jī)器人跳躍新知探究超聲波測距傳感器用于避障、防墜；視覺傳感器用于物體識別和避障；陀螺儀(加速度傳感器)用于保持平衡；速度傳感器用于測量移動速度；角度傳感器用于測量機(jī)械臂的角度;溫度傳感器和壓力傳感器用于檢測環(huán)境情況;……光敏傳感器用于檢測、區(qū)分區(qū)域；掃地機(jī)器人上的各種傳感器新知探究1．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程．下列屬于這類傳感器的是(

)A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器遙控器是利用紅外線傳輸信號的

新知應(yīng)用2.如圖所示是觀察電阻值隨溫度變化情況的示意圖．現(xiàn)在把杯中的水由冷水變?yōu)闊崴?，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是(

)A．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯B．如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯C．如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化非常明顯D．如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化不明顯溫度升高后，電阻將明顯變化溫度升高后，電阻變大，但不明顯新知應(yīng)用3.如圖所示，有電流I流過長方體金屬塊，金屬塊寬為d，高為b，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里，金屬塊單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，問：金屬塊上、下表面哪面電勢高？電勢差是多少？由左手定則知上表面聚集負(fù)電荷下表面聚集正電荷

故下表面電勢高

新知應(yīng)用4．電容式傳感器是用來將非電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置．由于電容器的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時(shí)就能引起上述某個(gè)因素的變化，從而引起電容的變化，如圖所示是四個(gè)電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這四個(gè)傳感器的作用，下列說法正確的是(

)A．甲圖的傳感器可以用來測量角度B．乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度C．丙圖的傳感器可以用來測量壓力D．丁圖的傳感器只能用來測量速度新知應(yīng)用1、傳感器的概念：2、傳感器的工作原理：3、敏感元件：（1）光敏電阻（光電傳感器）（2）熱敏電阻和熱電阻（溫度傳感器）（3）電容式傳感器（位移傳感器）（4）霍爾元件（磁傳感器）非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。課堂小結(jié)1、(多選)干簧管與燈泡、電源串聯(lián)，如圖所示，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，我們看到，燈泡亮。在這個(gè)過程中()A.干簧管就是一個(gè)由磁場控制的開關(guān)

B.干簧管的簧片磁化為同名磁極相對的磁鐵

C.磁場信息轉(zhuǎn)化為電信息

D.電信息轉(zhuǎn)化為磁場信息AC新知鞏固2、下列生活中利用傳感器把光信號變成電信號的是（）A．用遙控器控制電視機(jī)的開關(guān)B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器解析：電視機(jī)遙控器是光傳感器，將光信號變成電信號，故A正確；聲控開關(guān)是聲音傳感器，將聲音信號變成電信號，故B錯(cuò)誤；壓力傳感裝置將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，故C錯(cuò)誤；溫控器是將溫度信號轉(zhuǎn)化為電路的通斷，故D錯(cuò)誤；A新知鞏固3、關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A.金屬材料不可以制成傳感器B.光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的C.傳感器主要是通過感知電阻的變化來傳遞信號的D.以上說法都不正確解析：傳感器材料分半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機(jī)材料，故A錯(cuò)誤；光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的，故B正確，D錯(cuò)誤；傳感器一定是通過非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量來傳遞信號的，不一定是通過感知電阻的變化來傳遞信號的，故C錯(cuò)誤。B新知鞏固1.如圖所示，將多用電表的選擇開關(guān)置于電阻擋，再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻Rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的中央．若用不透光的黑紙將Rt包裹起來，表針將向____(選填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動；若用手電筒光照射Rt，表針將向____(選填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動．左右新知鞏固2.如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻變大，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)（）A．R1兩端的電壓增大B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強(qiáng)D．小燈泡的亮度變?nèi)魿新知鞏固3.如圖所示，R1、R2為定值電阻，L是小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)（）A．電壓表的示數(shù)增大B．R2中電流減小C．小燈泡變亮D．電路的路端電壓增大ABCR1R2R3