5.1 认识传感器 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

干簧管常态处于断开。在磁场中处于接通状态。将干簧管与小灯泡电源连接。当磁铁靠近时，小灯泡发光。移开此帖，灯泡熄灭。 5.1 认识传感器 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 观察这些生活中的物品或者现象，你有什么发现？ 新课导入 2013 年 12 月 14 日，我国探月工程中的嫦娥三号怀抱玉兔号巡视器成功落月。第二天，可爱俏皮的玉兔号从嫦娥三号中走出。面对陌生的环境，玉兔号是如何观察的？行走时，它是如何感知障碍和自身姿态的？经过漫漫的寒夜，它又是如何被唤醒的？ 物理雾里悟理 “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。 一、神奇的传感器（干簧管） 盒子里面有什么装置？ 磁信号 电路的通断 物理雾里悟理 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： 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 传感器 二、传感器的定义 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 传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官 物理雾里悟理 1.物理传感器： 力传感器、磁传感器、声传感器等 利用温度传感器制成的电子体温计 利用压力传感器制成的电子秤 利用光学传感器制成的手机解锁键 三、传感器的种类 （利用物质的物理特性或物理效应制作而成） 物理雾里悟理 ①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； ②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。 物理传感器的两大类 智能手机的传感器与功能 物理雾里悟理 （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） 离子传感器、气体传感器···等等 利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器 利用离子传感器制成的负氧离子传感器 三、传感器的种类 2.化学传感器 物理雾里悟理 酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等 3.生物传感器 利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪 利用生物传感器制成的心率仪 三、传感器的种类 (利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质) 传感器的分类(按工作原理)及特点 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、发展快 化学传 感器 利用化学反应识别和检测信息 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 利用生物化学反应识别和检测信息 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 物理雾里悟理 四、传感器的组成与应用模式 1.传感器的组成： 敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。 转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。 2.传感器的应用模式： 物理雾里悟理 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 执行机构、显示器（指针式电表或数字屏）、计算机系统 传感器 传感器的特点（优点）： 易测量、易传输、 易处理、易控制 传感器的工作原理 四、传感器的组成与应用模式 物理雾里悟理 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 站立式讨论： 四、传感器的组成与应用模式 物理雾里悟理 1．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是（ ） A．温度传感器 B．压力传感器 C．磁传感器 D．光传感器 B 你能行！！ 物理雾里悟理 2．传感器担负着信息采集的任务，它可以（ ） A．将力学量（如形变量）转变成电学量 B．将热学量转变成电学量 C．将电学量转变成光学量 D．将电学量转变成力学量 AB 你能行！！ 物理雾里悟理 你能行！！ 3、 BC 物理雾里悟理 机器人 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。 物理雾里悟理 1、传感器的概念： 2、传感器的工作原理： 3、敏感元件： （1）光敏电阻 （光电传感器） （2）热敏电阻和热电阻 （ 温度传感器） （3）电容式传感器 （位移传感器） （4）霍尔元件 （磁传感器） 非电学量 敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 传感器是指这样一类元件： 它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。 课堂小结 物理雾里悟理 Lavf56.15.102 $$null