【课件】认识传感器+课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

第五章 传感器5.1认识传感器1.干簧管：干簧管是一种能够感知磁场的传感器。构造：两个软磁性材料制成的簧片。原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用。问题：生活中有哪些地方运用到了传感器呢？一.神奇的传感器传感器作用：传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官代替、补充、延伸人的感觉器官人体感官与传感器的类比人体感官与传感器的类比光传感器光传感器湿度、气体传感器湿度、气体传感器声音传感器声音传感器味传感器味传感器压力、温度传感器压力、温度传感器视觉视觉嗅觉嗅觉听觉听觉味觉味觉触觉、触觉、温觉温觉一.神奇的传感器 传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。人类是借助感觉器官从外界获取信息的，并由神经系统将这些信号传递给大脑，在人脑中将这些信息进行处理，然后发出命令传递给肌体，做出动作。如果用机器完成这一过程，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”。实际上，有些传感器还具有“超人”的本领。这里所说的“超人”的本领是指传感器不仅可应用于高温、高压、辐射等恶劣环境，还可检测出人类五官不能感知的各种信息，如微弱的磁、电、离子和射线的信息等。利用传感器的这些本领，可以制成形形色色的机器人，承担人类难以直接完成的任务。一.神奇的传感器1.1.传感器传感器 它能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等它能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量非电学量，并，并把它们按照一定的规律把它们按照一定的规律转化转化成电压、电流等成电压、电流等电学量电学量，或转化为电路的通断或转化为电路的通断。传感器传感器是指这样一类元件或装置：是指这样一类元件或装置：力力温度温度光光声声化学成分化学成分非电学量非电学量电学量电学量电压电压电流电流电路的通断电路的通断传感器传感器二.传感器 2.2.作用：作用：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。二.传感器1.1.物理物理传感器传感器力传感器、磁传感器、声传感器力传感器、磁传感器、声传感器利用物质的利用物质的物理特性物理特性或或物理效应物理效应制作而成，制作而成，体温计体温计温度传感器温度传感器电子秤电子秤压力传感器压力传感器二.传感器利用电容传感器制成的干手机利用压力、电容传感器制成的触摸屏2.2.化学化学传感器传感器离子传感器、气体传感器离子传感器、气体传感器 利用利用电化学反应原理电化学反应原理，把无机或有机化学物质的，把无机或有机化学物质的成分、浓度成分、浓度等等转换为电信号转换为电信号。报警器报警器气体传感器气体传感器分析仪分析仪离子传感器离子传感器利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器二.传感器利用利用生物活性物质的选择性生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质来识别和测定生物化学物质3.3.生物传感器生物传感器酶传感器、微生物传感器、细胞传感器酶传感器、微生物传感器、细胞传感器血糖仪血糖仪酶传感器酶传感器利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪二.传感器二.传感器小结：小结：传感器传感器的分类的分类(按工作原理按工作原理)及特点及特点原理原理举例举例特点特点物理传物理传感器感器利用物质的物理性质和物理效利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测对象信息应感知并检测出待测对象信息电容传感器、电感传感器，电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等光电、压电传感器等品种多、应用广、发展快品种多、应用广、发展快化学传化学传感器感器利用化学反应识别和检测信息利用化学反应识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器气敏传感器、湿敏传感器广泛应用于环保、火灾报广泛应用于环保、火灾报警、医疗卫生警、医疗卫生生物传生物传感器感器利用生物化学反应识别和检测利用生物化学反应识别和检测信息信息组织传感器、细胞传感器、组织传感器、细胞传感器、酶传感器酶传感器含有生命物质，专一性好，含有生命物质，专一性好，易操作、快速、准确易操作、快速、准确二.传感器三.传感器的种类 在林林总总的传感器世界中，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。例如，一部普通的智能手机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。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；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。四.传感器的组成与应用模式传感器的组成：传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成。敏感元件：是指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；转换元件：是指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。四.传感器的组成与应用模式传感器的应用模式：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全属片（固定电极），它们构成电容器的两个极板。电几十微米有一个全属片（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工作过程说说各组成元件的作用吗?敏感元件振动膜片转换元件固定电极转换电路电阻电源思考与讨论：说说电容式话筒各组成元件的作用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，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。把电容器接入含有电阻、电源的转换电路中，由于电容器的电容不断发生变化，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。四.传感器的组成与应用模式机器人机器人 第一代第一代机器人对外界没有感觉，只能按照编好的程序，由内部的计算机机器人对外界没有感觉，只能按照编好的程序，由内部的计算机安排它的动作。安排它的动作。第二代第二代机器人机器人有了感觉有了感觉，它身上安装的传感器能起到人的感官的作用。，它身上安装的传感器能起到人的感官的作用。第三代第三代是是智能智能机器人，是人们梦寐以求的，也是当前正在努力发展的。机器人，是人们梦寐以求的，也是当前正在努力发展的。四.传感器的组成与应用模式机器人机器人机器人跳舞机器人跳舞机器人跑步机器人跑步机器人跳跃机器人跳跃四.传感器的组成与应用模式1.1.传感器传感器是指这样一类元件：是指这样一类元件：非电学量非电学量转化转化电学量电学量，或转化为，或转化为电路的通断电路的通断。2.2.传感器的作用：传感器的作用：方便进行测量、传输、处理和控制方便进行测量、传输、处理和控制4.4.传感器的工作原理：传感器的工作原理：非电学量非电学量敏感元件敏感元件转换器件转换器件转换电路转换电路电学量电学量3.3.传感器的分类：三大类传感器的分类：三大类物理、化学、生物传感器物理、化学、生物传感器总结例1.传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是（）A温度传感器B压力传感器C磁传感器D光传感器典型例题B例2.传感器担负着信息采集的任务，它可以（）A将力学量（如形变量）转变成电学量B将热学量转变成电学量C将电学量转变成光学量D将电学量转变成力学量例3.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该水位自动感应装置采用的传感器是（）A温度传感器 B压力传感器C生物传感器 D红外线传感器典型例题ABB例4.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（）A红外报警装置B走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器例5.（多选）下列说法正确的是()A传感器担负着信息采集的任务B干簧管是一种能够感知磁场的传感器C传感器不是电视遥控接收器的主要元件D传感器是把力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具典型例题AABD例6.人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位()A力传感器B光传感器C温度传感器 D生物传感器典型例题B例7.办办公公大大楼楼的的大大门门能能“看看到到”人人的的到到来来或或离离开开而而自自动动开开和和关关，利利用用了了下下列哪种传感器（）列哪种传感器（）A A.生物传感器生物传感器B B.红外红外传感器传感器C C.温度传感器温度传感器D D.压力传感器压力传感器B B典型例题例8.关于关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）A A.非非电学量电学量敏感元件敏感元件转换电路转换电路电学量电学量转换元件转换元件B B.电学电学量量敏感元件敏感元件转换电路转换电路转换元件转换元件非电学量非电学量C C.非非电学量电学量敏感元件敏感元件转换元件转换元件转换电路转换电路电学量电学量D D.非非电学量电学量转换电路转换电路转换元件转换元件敏感元件敏感元件电学量电学量C C典型例题