高二-粤教版-物理-选必2第五章《传感器工作原理及其应用》课件

高二—粤教版—物理—选必2第五章

传感器工作原理及其应用本章节学习目录（一）传感器的定义（三）传感器的应用（二）传感器的原理什么是传感器传感器的分类温度传感器工作原理光电传感器工作原理生活中随处可见的传感器农业、工业、航天航空各领或中常见的传感器问题一：什么是传感器（一）电子秤利用称重传感器将压力信息转换为电信号电子秤受到重物的压力后，内部的称重传感器就会把受到的压力大小这一信息转化为电信号。并对电信号进行处理，从而显示出对应重物质量的相应数字。问题一：什么是传感器（二）电容式话筒利用话筒和转换电路将声音信号转换为

电信号电容式话筒接收到声音信号后，其关键部件由振动膜片和固定电极组成。这个关健部件相当于一个电容器，声音的振动使得振动膜片和固定电极之间的距离发生变化，即电容器的电容发生相应的变化。由此，话筒就将声音信号转换成了电信号。问题一：什么是传感器电容式话筒利用话筒和转换电路将声音信号转换电信号以上两种物品，共同点是什么呢？电子秤利用称重传感器将压力信息转换为电信号将感受到的被测量的信息，按一定的规律转化为可用信号。这种器件或装置称为传感器。为方便仪表显示和用于自动控制，通常将非电学量转化为电学量。问题一：什么是传感器（三）传感器的组成敏感元件：相当于人的感觉器官，直接感受被测量。转换元件：将敏感元件输出的物理量转换成电学量输出。转换电路：将转换元件输出的电学量转换成易于测量的电学量，如电压、电流等。上述电容式话筒中，声波是被测量，声波传到振动膜片上，振动膜片是敏感元件，振动膜片和固定电极组成的话筒是转换元件，电源、电阻组成的是转换电路，电压表测得的电压是电学量，三个部分组成了一个传感器。问题二：传感器如何分类（一）传感器常见分类物理传感器：主要利用被测物理量（如压力、温度、位移、亮度等）变化时，敏感元件的电学量（如电阻、电压、电容）发生明显变化的特性制成。1.物理传感器2.化学传感器3.生物传感器问题二：传感器如何分类压电式传感器：压电材料受力后表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。使用领域有：汽车工业：测量轮胎的负荷和压力等工业自动化控制：电子秤、压力控制等航空电子：飞行测试、空气动力学研究、飞机发动机控制等医疗器械：血压计、肺活量仪等……问题二：传感器如何分类光电式传感器：将光信号转换为电信号的一种器件。如光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏晶体管、光电池等。问题二：传感器如何分类化学传感器：主要是基于化学反应的原理，将化学物质的成分、浓度等化学信息转化为电学量的传感器。如半导体气体传感器、湿敏传感器、离子传感器等。半导体气体传感器（一）传感器常见分类1.物理传感器2.化学传感器3.生物传感器问题二：传感器如何分类半导体气体传感器：是以半导体气敏元件作为敏感元件的气体传感器。广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测的装置。其利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件电阻值发生变化而制成的。问题二：传感器如何分类生物传感器：它是一种基于酶、抗体和激素等分子识别功能，并将其转换为电信号进行检测的传感器。如酶传感器、细胞传感器、免疫传感器等。谷氨酸—葡萄糖双功能分析仪（一）传感器常见分类1.物理传感器2.化学传感器3.生物传感器利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪问题二：传感器如何分类葡萄糖生物传感器：是一种用于检测和测量葡萄糖浓度的生物传感器。它利用某种生物分子与葡萄糖之间发生特导性反应，将葡萄糖的浓度转化为可测量的电信号。这种生物分子通常是酶、抗体或蛋白质。问题三：传感器原理是怎样的呢？（一）常见的温度传感器原理温度传感器的敏感元件常见有热敏电阻、热电偶、热双金属片等。探究热敏电阻特性实验热敏电阻特性不同的热敏电阻，可能呈现出不同的温度特性。根据温度特性的不同，热敏电阻可分为三类：第一类，正温度系数热敏电阻，它的阻值随温度的上升而增加；第二类，负温度系数热敏电阻，它的阻值随温度的上升而下降；第三类，临界温度系数热敏电阻，它的阻值在很小的温度范围内急剧下降。只要知道了热敏电阻的温度特性，即可依据电阻与温度的关系，将温度这一热学量转化为电阻阻值这一电学量。问题三：传感器原理是怎样的呢？例1.如右图所示是电饭煲的结构示意图。其温度传感器的主要元件是感温铁氧体。感温铁氧体的特点是常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但温度上升到约1030C时，就失去了磁性，不再被磁铁吸引。分析：1.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会怎样？接下来会发生哪些动作？2.如果用该电饭煲烧水，能否在水沸腾后自动断电？为什么？问题三：传感器原理是怎样的呢？（二）常见的光电传感器原理光电传感器的敏感元件常见有光敏电阻、光电池、光敏晶体管等。探究光敏电阻特性实验光电烟雾报警器光电鼠标问题三：传感器原理是怎样的呢？光敏电阻特性实验表明，无光照射时，光敏电阻的阻值较大有光照射时，光敏电阻的阻值较小，并且随光照的增强而减小光敏电阻广泛应用于照相机自动测光、室内光线控制、报警器、电子玩具、光控音乐、电子验钞机等各个领域。问题三：传感器原理是怎样的呢？例2.智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如右图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（）A．光照变强，小灯泡变暗 B．光照变弱，小灯泡变暗C．将滑片向a端滑动，小灯泡变亮 D．将滑片向b端滑动，小灯泡变亮问题三：传感器原理是怎样的呢？问题四：传感器的应用范围有哪些（一）生活中随处可见的传感器（一）生活中随处可见的传感器

温度传感器

红外线传感器

光敏传感器问题四：传感器的应用范围有哪些（一）智能手机中有几十种传感器问题四：传感器的应用范围有哪些问题四：传感器的应用广泛（二）农业、工业、航空航天各领域中常见的传感器农田中的自动喷灌系统具有自动控制功能的蔬菜大棚汽车生产线上的焊接机器人（二）农业、工业、航空航天各领域中常见的传感器工厂自动化生产线安全监控系统2022年11月8日至13日第十四届中国国际航空航天博览会在广东珠海国际航展中心举行，这次航展上首次展出中国新一代载人登月运载火箭921，该火箭上应用大量传感器。问题四：传感器的应用范围有哪些你也可以成为小小科学家（一）设计传感器的一般思路任务：应用热敏电阻作为敏感元件实现液位报警。设计思路：1.分析热敏电阻与液面高低之间的关系。液面高于热敏电阻，热敏电阻发出的热量会被液体带走，热敏电阻的温度变化不大。指示灯不亮。液面低于热敏电阻，热敏电阻温度上升较快，其阻值就会变小。指示灯亮。2.根据需