第5章 第1节　揭开传感器的“面纱”

1、.第1节揭开传感器的“面纱学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是传感器.2.知道传感器的作用和意义重点3.知道传感器的种类重点4.理解传感器的工作原理难点自 主 预 习·探 新 知知识梳理传感器1什么是传感器1定义：可以感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置2功能：传感器通常用在自动测量和自动控制系统中，担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量2种类繁多的传感器1分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器2传感器的一般构造根底自测考虑判断1传感器就是传递某种信息的电学元件×2所有传感器的工作原理都一样

2、15;3传感器内部一定有某种转换元件合作探究1在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的【提示】电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等2想一想在蔬菜种植大棚中要用到哪些传感器？【提示】需要五种传感器：光传感器、湿度传感器、温度传感器、气敏传感器、温敏传感器合 作 探 究·攻 重 难传感器1.传感器的构成传感器主要由敏感元件、转换元件及转换电路组成，各部分作用如下：1敏感元件是利用材料的某种敏感效应如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏制成的2转换元件是传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一

3、定关系的非电信号转换成电信号的电子元件3转换电路的作用是将电信号转换成易于传输或测量的电学量输出2传感器的工作原理传感器感受的通常是非电学量，如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等这些输出的信号是非常微弱的，通常需要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作3传感器的分类及特点按工作原理分类原理举例特点物理传感器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电容传感器、电感传感器，光电、压电传感器等品种多、应用广、开展快化学传感器利用化学反响识别和检测信息气敏传感器、湿敏传感器广泛应用于环保、火灾报警、医疗卫生生物传感器利用生物化学反响识别和

4、检测信息组织传感器、细胞传感器、酶传感器含有生命物质，专一性好，易操作、快速、准确全面理解汽车的运行状态速度、水箱温度、油量是确保汽车平安行驶和驾驶员平安的举措之一，为模拟汽车油表原理，自制一种测定油箱油量多少或变化多少的装置如图5­1­1所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端图5­1­1小阳同学在装置中使用了一只电压表图中没有画出，通过观察电压表示数，可以理解油量情况，你认为电压表应该接在图中的 两点之间，按照你的接法请答复：当油箱中油量减少时，电压表的示数将 填“增大或“减小思路点拨：解答此题时注意以下几点：观察滑动变

5、阻器的连接方式；考虑电阻对电流变化的影响；分析浮标与电阻R变化的联络【解析】由题图可知当油箱内液面高度变化时，R的金属滑片将会挪动，从而引起R两端电压的变化，且当RR时，可视为电路中电流不变，由URIR可知，UR与R成正比，所以电压表应接在b、c之间，当油量减少时，电压表示数将增大【答案】b、c增大对传感器的进一步理解1不同的传感器的原理不同，但都是通过敏感元件把非电学量的变化转变为电学量的变化2传感器输出的电学量可能为电流、电压、电路通断等，不一定是电压3敏感元件只是传感器的一个关键部分，并不一定就是一个完好的传感器针对训练1多项选择关于传感器的作用，以下说法中正确的选项是A传感器一般是把非

6、电学量转换为电学量或转换为电路的通断B传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C传感器把非电学量转换为电学量是为了方便进展测量、传输、处理和控制D电磁感应是把磁学量转换为电学量，所以利用电磁感应现象工作的动圈式话筒也是传感器ACD根据传感器的概念和工作原理可以判断A、C正确，B错误动圈式话筒利用电磁感应将声音转换为电流，是传感器，D正确2某电容式话筒的原理示意图如图5­1­2所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动在P、Q间距增大过程中【导学号：11452111】图5­1­2AP、Q构成的电容器的电容增大BP上

7、电荷量保持不变CM点的电势比N点的低DM点的电势比N点的高D由平行板电容器的电容C可知，当P、Q之间的间隔 d增大时，电容器的电容C减小，选项A错误；而电容器两极板之间的电势差不变，根据QCU可知，电容器两极板上的电荷量减少，选项B错误；此时电容器对外放电，故M点的电势高于N点的电势，选项C错误，D正确当 堂 达 标·固 双 基1关于传感器，以下说法不正确的选项是A传感器是将非电学量转化为电学量的装置B压力传感器是将力学量转化为电学量的装置C所有传感器都是由半导体材料制成的D传感器广泛应用于信息采集系统C传感器一定是将非电学量转换成电学量来传递信号的，A正确；压力传感器是将力学量转化

8、为电学量的装置，B正确；传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，传感器广泛应用于信息采集系统，故C错误，D正确2关于传感器的以下说法正确的选项是A所有传感器的材料都是由半导体材料做成的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以上说法都不正确B半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错误，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错误3关于物理传感器，化学传感器和生物传感器的以下说法中，正确的选项是【导学号：11452112】A物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因此只能用于机械加工行业不能用于化工领域B化学传感器是利用某种化学反响来工作的，因此只能输出某种化学物质而不能输出电学量C生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作D生物传感器由于含有生命物质，因此对使用传感器的环境条件有一定要求D不管哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故B错物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错生物传感器可以使用的前提是传感器中的生命物质保持生物活性，故C错，D对4关于传感器工作的一般流程