高中物理(新教材)选修二课件5：5-1-5-2认识传感器-常见传感器的工作原理及应用 人教版

5.2常见传感器的工作原理及应用5.1认识传感器玉兔号在月球上的工作离不开各式各样的传感器。其实，不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。要想知道这其中的道理，就要学习一些有关传感器的知识。问题导入小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光，把磁铁移走,灯泡熄灭。盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？干簧管原理：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。磁信号

电路的通断一、神奇的传感器1.生活的例子自动路灯自动门酒精浓度检测传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官2.人体与传感器光传感器湿度、气体传感器声音传感器味传感器压力、温度传感器传感器是指这样一类元件：3.传感器的定义力温度光声化学成分非电学量电学量电压电流电路的通断优点：方便进行测量、传输、处理和控制1.物理传感器二、传感器的种类力传感器、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，体温计——温度传感器电子秤——压力传感器2.化学传感器离子传感器、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。报警器——气体传感器分析仪——离子传感器2.化学传感器离子传感器、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。报警器——气体传感器分析仪——离子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.3.生物传感器酶传感器、微生物传感器、细胞传感器血糖仪——酶传感器声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器;电阻，电容，电感，光电、热电、压电、磁电式等传感器.4.物理传感器的两大类三、传感器的组成与应用模式1.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转换元件转换电路电学量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电学量信号放大2.信号的获取数字式指针式3.应用模式被测量敏感元件转换元件传感器基本部分电信号信号调整与转换电路显示器执行机构计算机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?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讨论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?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讨论想一想

以下工作中，你认为要用什么传感器?（1）让孵化器在一定温度下孵化禽蛋;（2）电梯超出负载时，发出报警提示;（3）使汽车排放符合国家标准的尾气。温度传感器压力传感器气体传感器知识小结1.传感器是指这样一类元件：非电学量转化电学量，或转化为电路的通断。2.传感器的作用：方便进行测量、传输、处理和控制4.传感器的工作原理：非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量3.传感器的分类：三大类物理、化学、生物传感器我们知道，传感器可以感受光强、温度、力、磁等非电学量，并把它们转换为常见的传感器是怎样感知非电学量，并将其转换为电学量的呢？利用不同的敏感元件制成的各种传感器又有哪些应用呢？四、光敏电阻硫化镉的电阻率与所受光照的强度有关。把硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的梳状电极。硫化镉表面受到的光照强度不同时两个电极间的电阻不一样。实验：观察光敏电阻的特性用多用电表测量1.光敏电阻在自然光照射下的电阻2.光敏电阻在手掌遮住时的电阻大小光敏电阻的应用产品在流水线上，常需要对产品计数。如图所示，是利用光敏电阻自动计数的示意图。其中A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。五、金属热电阻和热敏电阻金属温度计：金属铂制成热敏电阻：氧化锰等金属氧化物制成实验：观察热敏电阻的特性例1.图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用。乙图为其简化示意图，安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠在一起。当主机开关闭合时，若门被打开，磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声。下列有关说法正确的是（）A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的B．触发器可以由铜制成C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作D．本装置是利用电流的磁效应工作的A六、电阻应变片电阻应变片是一种使用非常广泛的力敏元件。电阻导体的材料、长度和横截面积有关。当金属丝受到拉力时，长度变长、横截面积变小，导致电阻变大；当金属丝受到压力是，长度变短、横截面积变大，导致电阻变小。————金属电阻的应变效应应变式力传感器应变式力传感器应用电容式位移传感器的工作原理是怎样的？思考讨论例2.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测。它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻。这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（）A．U越大，表示C越大，C与U成正比B．U越大，表示C越小，但是C与U不成正比C．U越大，表示C越小，C与U成反比D．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比D例3.如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（）A．当温度高于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，指示灯亮C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电铃报警D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些ACD例4.图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0V。电流表的量程为0.6A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（）A．最大称量值为1500N B．压力传感器的电阻最小为0C．空载时，电流表的读数为20mA D．称重为900N时，电阻R为120ΩCD霍尔元件拓展学习利用霍尔元件测量微小位移备用工具&资料霍尔元件拓展学习例3.如图所示为温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁，5是水银温度计（水银导电）。常温下3触点处于断开状态4触点处于闭合状态，则下列说法正确的是（）A．当温度高于警戒温度时电磁铁磁性增强，3触点闭合4触点断开B．此装置为低温报警装置，温度低于警戒温度时，指示灯亮C．此装置为高温报警装置，温度高于警戒温度时，电铃报警D．要提高报警时的警戒温度应使导线AB短些ACD问题导入小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关,但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光，把磁铁移走,灯泡熄灭。盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官2.人体与传感器光传感器湿度、气体传感器声音传感