高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器1 认识传感器试讲课ppt课件

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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？
“干簧管”——是一种能够感知磁场的传感器
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。
以上自动门和自动烘干机是怎样自动进行工作的？靠的是什么原理？
传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官
它能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。
传感器是指这样一类元件或装置：
传感器：非电学量→传感器→电学量
力传感器、磁传感器、声传感器
利用物质的物理特性或物理效应制作而成，
离子传感器、气体传感器
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。
利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质
酶传感器、微生物传感器、细胞传感器
4.智能手机的传感器与功能
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。
小结：传感器的分类(按工作原理)及特点
【例题1】办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，利用了下列哪种传感器（　　）A.生物传感器B.红外传感器C.温度传感器D.压力传感器
红外线和紫外线都属于电磁波，且红外线的波长比紫外线的长，故A错误；紫外线可用于杀菌消毒，红外线具有热效应，故B错误；额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，体温越高，人体辐射的红外线越强，故C正确；任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，等于光速，故D错误。
传感器的组成与应用模式
1.传感器的核心部分——敏感元件、转换元件
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——完成检测。
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——完成转换。
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。
能直接感受或响应外界被测非电学量
将敏感元件输出的信号转换成电学量
显示器（指针式电表或数字屏）
【例题2】关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　）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
传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，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。所以C正确，ABD错误。
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元件的作用吗?
第一代机器人对外界没有感觉，只能按照编好的程序，由内部的计算机安排它的动作。
第二代机器人有了感觉，它身上安装的传感器能起到人的感官的作用。
第三代是智能机器人，是人们梦寐以求的，也是当前正在努力发展的。
超声波测距传感器用于避障、防坠；
视觉传感器用于物体识别和避障；
陀螺仪(加速度传感器)用于保持平衡；
速度传感器用于测量移动速度；
角度传感器用于测量机械臂的角度;
温度传感器和压力传感器用于检测环境情况;
光敏传感器用于检测、区分区域；
扫地机器人上的各种传感器
例1、(多选)如图电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。由以上信息可知，下列说法中正确的是(　 　)
A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D．当用手触摸屏幕时，手指和屏的接触面积的大小影响电容的大小
【答案】：ABD　【解析】：电容式触摸屏在原理上把人的手指当作一个电容器元件的一个极板，把导体层当作另一极板，故选项A正确；手指和屏的接触面积大小会影响到电容大小，接触面积越大，即两极板的正对面积越大，电容越大，故选项B、D正确，C错误。
例2（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
【答案】：ABD【解析】：传感器的任务就是采集信息，A对；干簧管是由平行不接触的两个极易被磁化的软铁片组成的，它靠近磁场时被磁化后相互吸引而接触，B对；由传感器的定义知D对．
例3、（单选）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
【答案】：B【解析】：太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误．
例4、（单选）如图所示是一自动控制电路示意图，R1为光敏电阻，当照射到R1处的光消失时，电流表A中的电流I及ab间的电压U的变化情况是(　　)A．I变大，U变大　　　B．I变小，U变小C．I变小，U变大D．I变大，U变小
【答案】：A【解析】：光敏电阻无光照射时其阻值变大，闭合回路的干路电流I干变小，U＝E－I干r，所以U增大；由于I干变小，则UR3变小，而U增大，则U并增大；由I＝IR2＝可得，I增大，故A符合题意。
1、(多选)干簧管与灯泡、电源串联，如图所示，当磁铁靠近干簧管时，我们看到，灯泡亮。在这个过程中( )A.干簧管就是一个由磁场控制的开关 B.干簧管的簧片磁化为同名磁极相对的磁铁 C.磁场信息转化为电信息 D.电信息转化为磁场信息
2、下列生活中利用传感器把光信号变成电信号的是（　　）A．用遥控器控制电视机的开关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
解析：电视机遥控器是光传感器，将光信号变成电信号，故A正确；声控开关是声音传感器，将声音信号变成电信号，故B错误；压力传感装置将压力信号转化为电信号，故C错误；温控器是将温度信号转化为电路的通断，故D错误；