2.1 辨识常用传感器（教学课件）通用技术苏教版2019选择性必修1

第1节 辨识常用传感器 苏教版（2019）选择性必修1 高中通用技术 目 录 一、 学习目标 二、 课堂导入 三、 技术探究 四、 课堂小结 六、 课堂练习 五、 拓展延伸 学习目标 一 1.认识常见的传感器，并了解传感器的发展趋势。 2.了解传感器在电子控制系统中的作用。 3.能对传感器进行简单测试，并可以说明电阻式传感器的变化规律。 二 课堂导入 周末，无人驾驶汽车将我安全送到商场，自动门知道我靠近而打开，扶梯因我的到来加速运行——这些设备如何感知我的存在？ 二 课堂导入 讨论： 列举生活中类似场景，思考这些设备如何获取环境信息？ 干手器 红外感应水龙头 三 技术探究 探寻人与传感器的关联 任务一 三 任务一：探寻人与传感器的关联 人依靠眼、鼻、耳、舌和皮肤等感觉器官随时随地地获取外界信息，这些信息经过神经细胞传到大脑，从而辨别出物体的特征，如声音、色彩、光亮度、气味和味道等。那么，电子控制系统是如何感知外界信息的呢? 三 任务一：探寻人与传感器的关联 传感器的含义 传感器是将__________转换为与之有确定对应关系的电量输出的一种装置。 非电量 电子控制系统采用了各种敏感电子元件。这些敏感电子元件可以模拟人的感觉器官，还可以更为准确地获取外界信息，以便处理。这些敏感电子元件就是传感器的重要组成部分。 三 任务一：探寻人与传感器的关联 感觉类型 传感器 感觉器官 信息内容 视觉 光、图像、色彩 听觉 语言、音乐 触觉 位移、压力 重力、压力、位置变化 热 温度 嗅觉 气体（酒精、天然气等） 光敏 声敏 气敏 眼 耳 手、眼 皮肤 鼻 与人的感觉器官对应的传感器 三 任务一：探寻人与传感器的关联 传感器的组成 传感器一般由__________和__________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。 敏感元件 输出部分 敏感元件 输出部分 非电量信息 电信号 敏感元件 输出部分 三 任务一：探寻人与传感器的关联 力 超声波 电 气体 电 三 任务一：探寻人与传感器的关联 传感器在电子控制系统中的作用 （1）在电子控制系统中，传感器是必不可少的元件，是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。在电路中，通过它获取外界的信息，再转换为电信号传输给控制电路去处理。 （2）不同的传感器可以用来收集不同的变化信息，并把它们转换为电流、电压等电信号的变化，以便于传输、处理、存储和输出。 三 技术探究 检测常见传感器 任务二 三 任务二：检测常见传感器 1.亮度传感器 （1）光敏电阻是一种__________传感器，它将获取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。其具有体积小、质量小、性能稳定和价格低等优点。 电阻式 实物图 电路符号 三 任务二：检测常见传感器 （2）用多用电表检测光敏电阻的特性 环境光线越暗，光敏电阻的阻值越 ________，电路中光敏电阻两端的电压 越________；环境光线越强，光敏电阻 的阻值越________，电路中光敏电阻两端的电压越________。 大 大 小 小 三 任务二：检测常见传感器 拓展阅读 光敏电阻由光导电膜（由光导材料硫化镉CdS构成）和电极两部分组成。其基于半导体的内光电效应，光照愈强，阻值就愈低，亮电阻值可小至1KΩ以下。在无光照时，光敏电阻呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻具有体积小、反应速度快、光谱响应范围宽等优势，在光电控制、自动控制、通信等领域有着广泛应用。 三 任务二：检测常见传感器 2.温度传感器 （1）温度传感器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。 （2）分类：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。 实物图 电路符号 三 任务二：检测常见传感器 （3）用多用电表检测热敏电阻的特性 ①热敏电阻的特性 正温度系数的热敏电阻，随温度的升高，阻值________；负温度系数的热敏电阻，随温度的升高，阻值________。 ②检测注意事项 测量时，因为水是有电阻的，故热敏电阻两端裸露引线应离开水面。 增大 减小 三 任务二：检测常见传感器 拓展阅读 热敏电阻主要由热敏探头（芯片）、电极引线和壳体等组成。其结构形式有圆片形、薄膜形、杆形、管形、平板形、球形和垫圈形等。制作热敏电阻的材料较多，根据使用的材料可以将其分为：陶瓷热敏电阻、玻璃态热敏电阻、塑料热敏电阻、金刚石热敏电阻、半导体单晶热敏电阻等。其中，陶瓷热敏电阻产量最多，应用最广。 热敏电阻内部结构 三 任务二：检测常见传感器 非电阻性传感器与电阻性传感器的区别 非电阻性传感器不依赖材料电阻的变化，而是通过电压、电流或电磁特性变化实现检测，而电阻式传感器主要依赖材料电阻变化。常见的电阻式传感器有湿敏电阻、热敏电阻等；而常见的非电阻性型传感器则有声敏传感器、位移传感器等。对非电阻性变化的传感器，一般通过一个合适电路来测量其电流或电压的变化。 三 任务二：检测常见传感器 学习反思： 在使用多用电表测量传感器时，要注意哪些事项？ （1）要注意选择合适的挡位，提高测量的精度； （2）测量传感器两端的电压或者流过传感器的电流时需要注意红、黑表笔的位置； （3）测量传感器的电阻时断开电源； （4）要注意多用电表内阻对测量带来的影响。 01 02 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。 03 四 课堂小结 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。 在电子控制系统中，传感器是必不可少的元件，是电子控制系统获取外部信息的唯一途径。 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。 现在我们来到了课堂小结环节。电子控制系统作为一个关键的概念，其工作过程和基本组成是本次课程的核心内容。 电子控制系统一般可划分为输入、控制（处理）和输出这三个基本组成部分。这三个部分紧密相连，构成了电子控制系统的工作框架。输入环节收集信息，如同人的感官获取外界信号；控制（处理）部分则对这些信息进行分析和决策，就像大脑进行思考；输出部分执行决策结果，好比身体做出相应动作。理解它们的协同运作，有助于我们把握电子控制系统的本质。 四 课堂小结 五 拓展延伸 人形机器人中的传感器 多传感器融合基本原理与人类大脑综合处理信息过程颇为相似。它将各类传感器进行多层次、多空间的信息互补与优化组合，以此对观测环境做出一致性解释。这一过程中，充分利用多源数据，通过多级别、多方面的信息组合，挖掘出更多有用信息。 其意义不仅在于发挥多个传感器协同操作的优势，更在于综合处理其他信息源的数据，进而提升整个传感器系统的智能化水平。以无人驾驶汽车传感器网络为例，多传感器融合系统能使其更好地感知环境，做出准确决策，这充分彰显了多传感器融合的强大价值和广泛应用前景。 六 课堂练习 1.下列关于传感器的说法中不正确的是 （　　） A.传感器能将非电信号转化为电信号 B.自动控制系统中的检测装置不全属于传感器 C.传感器的性能好坏均能用多用电表检测 D.厨房天然气泄漏检测可用气敏传感器 答案：C 解析：多用电表可以检测传感器的好坏，不能检测传感器的性能。 六 课堂练习 2.现代城市道路两旁的路灯是采用自动控制的，当自然光的亮度低于某个值时路灯能自动点亮;当自然光的亮度高于某个值时，路灯能自动熄灭，是因为在路灯自动控制电路中采用的传感器是（ ） A.温度传感器 　　B.力传感器 C.亮度传感器 　　D.声压传感器 答案：C 解析：路灯的亮灭与光照亮度有关，应采用光敏传感器。 六 课堂练习 3.关于传感器的名称和相应的作用，下列说法中不正确的是（　　） A.位移传感器可以接收速度信息，并转换为电信号 B.声压传感器可以接收声音信息，并转换为电信号 C.气体传感器可以接收气体信息，并转换为电信号 D.力传感器可以接收重力、质量信息，并转换为电信号 答案：A 解析：位移传感器可以接收位置信息并转换为电信号，而不是接收速度信息。 六 课堂练习 4.下列关于传感器的说法中正确的是 （　　） A.所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 B.金属材料也可以制成传感器 C.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D.传感器是将电信号转换成其他信号 答案：B 解析：传感器的制作材料很多，可以是半导体材料，也可以是金属材料，不同传感器检测不同的信息，并将这些信息转换成电信号。 六 课堂练习 5.如图所示，用多用电表对光敏电阻的阻值进行测量，判断光敏电阻质量的好坏。若该光敏电阻质量正常，下列说法中合理的是 （　　） A.断开开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越大 B.断开开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越小 C.合上开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越小 D.合上开关，选择欧姆挡，照度越高则所测阻值越大 答案：B 解析：用多用电表测量电阻时，应断开开关，若光敏电阻质量正常，光照越强，阻值越小，光照越弱，阻值越大。 感谢观看 苏教版（2019）选择性必修1《电子控制技术》 Lavf58.20.100 $$