【物理】认识传感器 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、第第1 1节节 认识传感器认识传感器第五章第五章人教版（2019）选择性必修二CONTENTS目录神奇的传感器01传感器的种类02传感器的组成与应用模式03学以致用提高练习04问题1：喝酒不开车，开车不喝酒。在城市街区我们经常能看到交警拿一根“闪烁棒”查酒驾，这是什么原理呢？问题2：我们经常在商场，酒店，写字楼等场所有一种玻璃门，当人靠近时会自动打开，这又是什么原理呢？新课导入知识讲解课堂小结随堂练习布置作业思考与讨论：小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体 B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？新课导入知识讲解随堂练习课

2、堂小结布置作业原理演示：一、神奇的传感器新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用。1.干簧管：是一种能够感知磁场的传感器2.传感器（1）定义在现代技术中，传感器（sensor）是指这样一类器件或装置：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。（2）传感器的作用把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业3.人的感觉器官与传感器的类比视觉嗅觉触觉、温觉味觉听觉光传感器湿度传感器

3、气体传感器味传感器声音传感器温度传感器压力传感器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”。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业思考与讨论1：传感器的使用使我们的生活更加方便、安全和舒适。生活中，你还发现哪些地方使用了传感器？路灯使用光电传感器,水龙头、自动门使用红外线传感器，日光灯、冰箱、电饭锅空调器使用温度传感器，起着自动控制的作用，手持体温计利用的是红外温度传感器。思考与讨论2：请你根据需要大胆地设想：在家里、学校和生活的社区，什么地方应该安装传感器？这些传感器要起什么作用？家中厨房天然气。家中使用天然气具有一定的危险性，应安装气敏传感器，可在天然气泄漏

4、时起到报警作用房间消防烟雾报警器。当意外发生火灾时，消防烟雾报警器可以提前或者及时通知火警，能最大化保障人民生命财产安全。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业二、传感器的种类1.物理传感器：根据物理特性或物理效应制作而成的传感器。例如力传感器、磁传感器、声传感器、电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等。利用压力传感器制成的电子秤利用温度传感器制成的电子体温计利用光学传感器制成的手机解锁键新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业2.化学传感器：利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号。如离子传感器、气体传感器等化学传感器。利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器

5、利用离子传感器制成的负氧离子传感器新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业3.生物传感器：利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等生物传感器。利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪利用生物传感器制成的心率仪新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业4.智能手机的传感器 传感器原理各异，分类方法也不同。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。问题：这些传感器是如何协调完成复杂的指令的？新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业三、传感器的组

6、成与应用模式1.传感器的组成（1）传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成，它们分别完成检测和转换两个基本功能。（2）敏感元件能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；（3）转换元件将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。注意：并不是所有传感器都能够明显地区分敏感元件和转换元件。如果敏感元件直接输出的是电学量，它就同时兼为转换元件。这种敏感元件和转换元件二者合一的传感器是很多的。例如，热电偶、压电晶体等都是这种形式的传感器。热电偶温度计压电晶体晶体片新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业2.传感器的工作原理非电学量（需要被测量的物理量）敏感元件（能直接感受或响应外界被测非电学量）转换元

7、件（将敏感元件输出的信号转换成电学量）转换电路(电学量信号放大)电学量新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业3.传感器应用的模式电信号被测量敏感元件转换元件信号调整与转换电路计算机系统显示器（指针式电表或数字屏）执行机构传感器基本部分传感器的特点（优点）：易测量、易传输、易处理、易控制新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业4.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

8、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新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业科学漫步机器人1920 年，捷克斯洛伐克作家卡佩克在一部科幻小说中构思了一个机器人，名字叫Robot。它可以不吃饭，却能不知疲倦地工作，展现了人类持续多年的一种愿望。新课导入知识讲解随堂练习课堂小结布置作业认识传感器传感器定义、作用传感器的分类物理传感器：根据物理特性或物理效应制作而成的传感器化学传感器：利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号生物传感器：利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质传感器的组成与应用模式敏感元件、转换元件布置作业课堂小结新课导入知

9、识讲解随堂练习四、学以致用提高练习1.(多选)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.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量答案 ABC解析 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件,故选项A、B、C对,D错。随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业2.关于传感器,下列说法正确的是()A.所有传感器都是由半导体材料制成的B.金属材料也可以制成传感器C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D.水银温度计是一种传感器答案 B解析 传感器材料分为半导体材料、陶

10、瓷材料、金属材料和有机材料等,A错误,B正确;传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,C错误;水银温度计根据热胀冷缩来测量温度,不是传感器,D错误。随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业3.关于传感器工作的一般流程，以下选项中正确的是（）A非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件B电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量C非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量D非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量【答案】C【解析】传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量。故选C。随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业4.(多选)如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻。当照射光强度增大时()A.电压表的示数增大 B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大 D.电路的路端电压增大【答案】ABC随堂练习新课导入知识讲解课堂小结布置作业随堂练习布置作业新课导入知识讲解课堂小结布置作业（再见）