第5章 第3节 大显身手的传感器-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第3节　大显身手的传感器 【核心素养目标】 物理观念 能了解常见传感器的工作原理，解释传感器在生产、生活中的应用。 科学思维 具有与传感器相关的知识。 科学态度与责任 能体会传感技术的应用给人类社会带来的挑战；有较强的将所学内容应用于日常生活实际的热情。认同物理的技术应用应考虑道德与规范的要求，能认识传感技术应用与人类社会发展的关系。 一、自动感应门 1．控制自动门的开关是一种红外线传感器。 2．自动感应门系统的三个环节 首先，检测门前是否有人； 其次，判断检测结果，发出指令； 最后，执行命令(开、关门)。 二、洗衣机水位控制装置 如图所示，筒中水位到达设定的高度时，凸起的膜片使动触点a与静触点b脱离，并与静触点c接触，从而接通控制电路，关闭进水电磁阀门，同时接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物。 三、指纹识别器 当手指放在绝缘表面上时，皮肤就组成了电容阵列极板的另一面。由于指纹的脊和谷相对于另一极之间的距离不同，使电容阵列中不同位置的电容器的电容值也不同。通过读取这些电容的差异，就能够获取指纹信息，转换成电信号。 四、传感器与机器人 1．机器人的组成：机械系统、传感器系统、信息处理和控制系统。 2．机器人传感器的分类 (1)外部传感器：感知外部工作环境和外界事物对机器人的刺激。 (2)内部传感器：用于检测机器人自身的状态。 判断正误 (1)自动门利用了红外线传感器。(　√　) (2)洗衣机的自动控制装置利用了压力传感器。(　√　) (3)指纹识别器是利用压力传感器。(　×　) (4)无人管理的自动灌溉系统，用到了温度传感器。(　×　) 学生用书第113页 知识点一　红外线传感器与自动控制 额温枪因为其快速测温(1秒测温)、无接触测温的特点而成了名副其实的防疫物质，其核心部件为一个传感器，外部还有几个按键，小型液晶屏，电池等构成。你知道额温枪的工作原理吗？它的核心部件是什么？ 提示：　任何物体在高于绝对零度以上时都会向外发出红外线，额温枪通过红外温度传感器接收红外线，计算出温度数据，所以额温枪的核心部件是红外温度传感器。 红外线传感器接收携带着信息的红外线，转换成电信号，从而得知辐射源的相关参数或信息。自然界几乎所有的物体都能辐射波长在0.76～1 000 μm的电磁波，即红外线，因此红外线传感器不仅被广泛应用于航空摄影、卫星遥感、遥测等高科技领域，也被广泛应用于日常生活中，自动门、生命探测器、非接触式红外测温仪、家电遥控系统以及防盗、防火报警器等均使用了红外线传感器。 一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图如图所示。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比(　　) A．红灯亮，UR2变大　　　　 B．绿灯亮，UR2变大 C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小 D　[门打开时R3阻值减小，导致R总减小和I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，选项A、B、C错误，选项D正确。] 规律方法 传感器的电路设计与分析方法 (1)感受的物理量分析：明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等。 (2)输出信号分析：明确传感器的敏感元件，分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律。 (3)电路结构分析：认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律。　　 针对练1.下列和电视机遥控器中使用同一类传感器的是(　　) A．红外报警装置 B．火灾报警装置 C．自动洗衣机中的水位控制装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器 A　[红外报警装置接收物体发出的红外线，和电视机遥控器中使用的是同一类传感器，故A正确；火灾报警装置采用的是光敏电阻做成的光电传感器，电饭煲中控制加热和保温的温控器是热敏电阻做成的温度传感器，自动洗衣机中水位控制装置使用的是压力传感器，故B、C、D错误。] 针对练2.(2022·陕西宝鸡高二期末)为了做好新冠疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪是一种利用红外线来测量体温的设备，被测人员辐射出的红外线可被测温仪捕捉，并转变成电信号。下列与红外测温仪属于同类传感器的是(　　) A．饮水机中自动控制加热和保温的温控器 B．走廊照明灯的声控开关 C．火灾红外报警器 D．电子体重计的压力传感装置 C　[温度测温仪使用的是红外线传感器，实际上就是传感器把光信号转变为电信号的过程，饮水机中自动控制加热和保温的温控器使用的是温度传感器，走廊照明灯的声控开关使用的是