認(rèn)識(shí)傳感器（高中物理教學(xué)課件）

第22章傳感器01.認(rèn)識(shí)傳感器圖片區(qū)1.干簧管：干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器。構(gòu)造：兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片。原理：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。問題：生活中有哪些地方運(yùn)用到了傳感器呢？一.神奇的傳感器晩上，當(dāng)我們進(jìn)入黑洞洞的樓道時(shí)，一跺腳，樓道燈自動(dòng)開啟，但是這種情況在白天卻不會(huì)發(fā)生。這是為什么？2.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。一.神奇的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；當(dāng)人離開時(shí)，門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。自動(dòng)門為什么會(huì)這樣“懂禮儀”呢？3.紅外線傳感器：當(dāng)人走近時(shí)，可以檢測出人體向外輻射的紅外線，從而發(fā)出使自動(dòng)門開關(guān)啟動(dòng)的命令。這種裝置就是紅外線傳感器。一.神奇的傳感器4.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“便攜式酒精檢測儀”呼氣，檢測儀就會(huì)顯示呼出氣體中的酒精濃度。這是因?yàn)闄z測儀上裝有“乙醇傳感器”，它能感知乙醇的濃度。注意：有些食物也會(huì)測出酒駕。一.神奇的傳感器上述例子中都應(yīng)用了傳感器，傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似。人類是借助感覺器官從外界獲取信息的，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)。這里所說的“超人”的本領(lǐng)是指傳感器不僅可應(yīng)用于高溫、高壓、輻射等惡劣環(huán)境，還可檢測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)。一.神奇的傳感器二.傳感器1.傳感器：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測量，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)輸出。通常轉(zhuǎn)換成的可用信號(hào)是電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。作用：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，可以很方便地進(jìn)行測量、傳輸、處理和控制。利用電容傳感器制成的干利用壓力、電容傳感器制成的觸摸屏利用電化學(xué)氣體傳感器制成的可燃?xì)怏w報(bào)警器二.傳感器利用壓力傳感器制成的體重計(jì)利用溫度傳感器制成的溫度計(jì)利用葡萄糖生物傳感器制成的血糖儀二.傳感器二.傳感器三.傳感器的種類原理舉例特點(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(duì)象信息電容傳感器、電感傳感器、光電傳感器、壓電傳感器品種多應(yīng)用廣發(fā)展快化學(xué)傳感器利用化學(xué)反應(yīng)識(shí)別和檢測信息氣敏傳感器、濕敏傳感器應(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(shí)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)確三.傳感器的種類在林林總總的傳感器世界中，大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)制作的。這類傳感器種類最多，應(yīng)用領(lǐng)域也最廣泛。例如，一部普通的智能中就安裝有十幾種傳感器，能感受聲音、圖像、壓力、磁場、加速度等各種信息。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；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。四.傳感器的組成與應(yīng)用模式傳感器的組成：傳感器的基本部分一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組成。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；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。四.傳感器的組成與應(yīng)用模式傳感器的應(yīng)用模式：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)思考與討論：說說電容式話筒各組成元件的作用聲波使振動(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，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。把電容器接入含有電阻、電源的轉(zhuǎn)換電路中，由于電容器的電容不斷發(fā)生變化，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量和處理的電壓信號(hào)，用于顯示、記錄等。四.傳感器的組成與應(yīng)用模式例1.傳感器廣泛應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中，常用的計(jì)算機(jī)鍵盤就是一種傳感器。如圖所示，鍵盤上每一個(gè)鍵的下面都連一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩金屬片組成一個(gè)小電容器。當(dāng)鍵被按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個(gè)鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號(hào)。這種計(jì)算機(jī)鍵盤使用的是（）A．溫度傳感器B．壓力傳感器C．磁傳感器D．光傳感器典型例題B例2.傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，它可以（）A．將力學(xué)量（如形變量）轉(zhuǎn)變成電學(xué)量B．將熱學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量C．將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成光學(xué)量D．將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成力學(xué)量例3.全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動(dòng)感應(yīng)裝置，該水位自動(dòng)感應(yīng)裝置采用的傳感器是（）A．溫度傳感器 B．壓力傳感器C．生物傳感器 D．紅外線傳感器典型例題ABB例4.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(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)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(dòng)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例5.（多選）下列說法正確的是(

)A．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)B．干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器C．傳感器不是電視遙控接收器的主要元件D．傳感器是把力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的主要工具典型例題AABD例6.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