第3课 辨识常用传感器及传感器的应用-【精彩三年】2024-2025学年高中通用技术选择性必修1课程探究与巩固Word教参（苏教版2019）

第3课　辨识常用传感器及传感器的应用(见学生用书P11) ——2.1　辨识常用传感器　2.2　传感器的应用，教材P22～36 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．能识别常用传感器的电路符号、外形特征及其作用。　2.理解传感器在电子控制系统中的作用。 3．根据电子控制系统的作用选择合适的传感器。 1．辨识常用传感器 (1)传感器是将__非电量__转换为与之有确定对应关系的__电量__输出的一种装置。传感器一般由__敏感元件__和输出部分组成，通过敏感元件获取外界的非电量信息并转换为电信号，通过输出部分输出。 (2)在电路中，通过传感器获取外界的信息，再转换为电信号传输给控制电路去处理。在电子控制系统中，传感器常作为输入部分。 ―→―→ 2．传感器的应用 (1)常用传感器及其作用 常用的传感器有光敏传感器、热敏传感器、磁敏传感器、声敏传感器、湿敏传感器、气敏传感器、力敏传感器和位移传感器等。 传感器类型 传感器名称 结构图 电路符号 作用及原理 光敏传感器 光敏电阻 光敏电阻是一种电阻性传感器，它将获取的外界光线变化的信息转换为电阻阻值变化的信号，可以用来检测光的强度。负系数：光照强阻值小，光照弱阻值大 热敏传感器 热敏电阻 热敏电阻有正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)之分 湿敏传感器 湿敏电阻 一般为负系数：湿度小阻值大，湿度大阻值小 磁敏传感器 干簧管 (常开型) 有磁场时闭合，没有磁场时断开 气敏传感器 电阻式气 敏传感器 气敏传感器是一种获取气体信息并将其转换为电信号的元件。它能对气体作出检测、判别，特别是对那些有毒气体。一般为负系数 声敏传感器 驻极体话筒 将声音转化为交流电信号 力敏传感器 电阻式应变片 接受压力信息，并将其转换为电信号 位移传感器 电容式位 移传感器 通过改变极板间的距离或者极板间的介质，从而改变电容的大小 (2)传感器可以用于科学测量，提高了检测的精确性和可靠性；传感器可以在减轻人们工作强度的同时，作出更精确、更快捷的判断；传感器可以在对人体有害或人类无法适应、无法到达的环境中进行检测。 (3)在选择传感器时，应根据测量对象、测量环境以及性能需求指标的不同而做出不同的决策分析。传感器选择的一般方法如下： ①依据测量对象、测量环境确定传感器的类型。 ②传感器的选择需要分析多方面的因素之后才能确定。一方面，不同的测量对象(物理量)，采用的传感器类型肯定不同。另一方面，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用。 本课核心点·重难点 1．光敏传感器 (1)原理：利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，由光敏元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 (2)元件符号及实物： 光敏传感器类型 光敏传感器外形 电路符号 光敏电阻 光敏二极管 光敏三极管 (3)光敏电阻结构： 由光导电膜(由光电导材料硫化镉CdS构成)和电极两部分组成，其顶部有一个光感应窗。当光线经光感应窗照射时，其电阻值就减小。当用强光照射时，其电阻值可减小至几百欧，而在黑暗中它的电阻值可达到10 MΩ。光敏电阻的这种特性使它适用于探测光照强度的变化。 2．热敏传感器 (1)热敏传感器又称温度传感器，它是利用材料的热敏特性，将温度的变化量转换成电信号变化量的器件，是一种常用传感器，主要有利用温差导致热电动势(即热电效应)制成的热电偶、利用半导体材料温度特性制成的热敏电阻、集成化温度传感器和利用液体膨胀效应制成的温度计等。 (2)热敏电阻主要由热敏探头(芯片)、电极引线和壳体等组成。其结构形式有薄膜形、杆形、管形、平板形、球形、圆片形和垫圈形等。 　　　　 3．其他常见传感器的实物图 传感器类型 传感器外形 湿敏电阻 干簧管 电阻式气敏传感器 驻极体话筒 电阻式应变片 4．二极管 二极管类型 二极管外形 电路符号 普通二极管 发光二极管 光敏二极管 稳压二极管 5．三极管 (1)电路符号(图1) 　　　　　 (2)三极管外形(图2) 6．继电器 (1)电路符号及触点类型及符号 对于继电器的“常开触点”和“常闭触点”，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点称为常开触点；处于接通状态的静触点称为常闭触点。 (2)继电器外形 例1 下列关于传感器的名称和其相应的作用的说法中，不正确的是(　A　) A．电容式位移传感器可以接受速度信息，并转换为电信号 B．声敏传感器可以接受声音信息，并转换为电信号 C．气敏传感器可以接受气体信息，并转换为电信号 D．力敏传感器可以接受重力、质量信息，并转换为电信号 【解析】 电容式位移传感器通过改变极板间的距离或者极板间的介质，从而改变电容大小，选项A错误。 例2 2022·浙江6月选考下列电子元器件的名称中，正确的是(　D　) A．负温度系数热敏电阻　　B．可调电阻　　　C．湿敏电阻　　　D．无极性电容器 【解析】 选项A是正温度系数热敏电阻，选项B是定值电阻，选项C是光敏电阻，选项D是瓷介电容，属于无极性电容器。选项D正确。 变式1 2022·浙江1月选考下列传感器中可用于位置检测的是(　A　) 　　　　A.　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A是干簧管，可检测磁铁的靠近与远离，故可配合磁铁一起用于位置检测，选项正确。 变式2 传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系电量输出的装置。下列传感器中非电量连续变化而电量不是连续变化的是(　D　) 　　　　　　A.　　　　　　　　B.　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A为光敏电阻，选项B为热敏电阻，选项C为湿敏电阻，这三种传感器随着非电量信号强度的改变，阻值发生连续性变化，而选项D中的干簧管只能输出开和关两种状态。选项D正确。 例3 如图所示的湿度报警电路中，没有用到的电子元器件是(　D　) 　　 　　　　　　　　　　　　　　　A.　　　　　　B.　　　　　　C.　　　　D. 【解析】 选项中的四个元件依次为小功率NPN三极管、发光二极管、电位器和光敏电阻。湿度报警需要使用湿敏传感器，选项D没有用到，符合题意。 变式1 2023·宁波中学检测如图所示，这是某光控灯的电路，下列元器件在电路图中没有用到的是(　A　) 　　　　 　　　　A.　　 　　　B.　　　　 　C.　　　　　D. 【解析】 选项中的四个元件依次为湿敏电阻、电解电容(C)、电位器(R1)、发光二极管(VD)，选项A没有用到，符合题意。 变式2 如图所示的实验电路中没有用到的电子元器件是(　A　) 　　　　　　　A.　　　　　　　　B.　　　　　　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A，可调电位器上所标的“501”表示该可调电位器的最大阻值为50×10＝500 Ω，而电路中用到的电位器阻值是50 kΩ，没有用到该可调电位器。选项A符合题意。 　　如图所示，这是小马搭建的多功能自动控制电路，通过更换不同的传感器检测外界信号，来达到不同的控制目的。下列传感器中，不适合直接接入虚线框中的是(　B　) 　　　 　 　A.　　　　　B.　　　　　　C.　　　　　D. 【解析】 驻极体话筒的结构使它把从外界获得的声音信号转换为电信号输出时，给出的有用信号一般是交流信号，需要电容隔直流，选项B不适合。 变式 下列电子控制电路常用的元器件中，不能用于收集输入信号的是(　C　) 　　　A.　　　　　　　　　B.　　　　　　　 　　　C.　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A为气敏传感器；选项B为湿敏电阻；选项C为蜂鸣器；选项D为光敏电阻。选项C符合题意。 |随|堂|检|测| 1．电子控制系统一般由输入、控制和输出三个部分组成，下列元器件中经常作为电路输出部分的是(　D　) 　　　　　　　　　　　　　　　 A.　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　　D. 【解析】 选项D是蜂鸣器，可作为电路的输出部分。选项D符合题意。 2．如图所示的电路中不需要的元器件是(　D　) 　A.　　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　　D. 【解析】 选项A是继电器(J)；选项B是光敏电阻(R1)；选项C是电位器(R3)；选项D是干簧管，没有用到。选项D符合题意。 3．2023·嘉兴一中检测如图所示的读书台灯，只要把书盖在上面它就熄灭， 把书拿起再读时则亮起。用传感器直接获取输入信号，下列选项中可行的是(　B　) 　A.　　　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　　C.　　　　　 　　　　D. 【解析】 选项A为干簧管，选项B为重力感应装置，选项C为驻极体话筒，选项D为光敏电阻。选项B正确。 4．如图所示的电路中，下列元器件中没有用到的是(　A　) 　　 　　　　　　　　　　　　　A.　　　　　　B.　　　　　C.　　　　　D. 【解析】 选项A是扬声器，不是电路中的蜂鸣器，没有用到。选项A符合题意。 5．2023·效实中学检测小通做了一个指示灯的控制电路，如图所示，搭建好电路之后，他发现电阻R3损坏。下列元器件中，可以替换R3的是(　C　) A.　　　　　　　　　　B.　　　　　　　　　　C.　　　　　　　　　　D. 【解析】 选项C是可调电阻，可以代替电阻R3。选项C符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $$