课堂新坐标高中物理第5章传感器及其应用第1节揭开传感器的“面纱”课件鲁科版选修35190
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【答案】 B
第十四页，共19页。
2．(2016·福州高二检测)关于物理传感器，化学传感器和生物传感器的下列 说法中，正确的是( )
A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业 不能用于化工领域
B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质 而不能输出电学量
理分类
利用物质的物理性质 电容传感器、电感传感
物理传感
品种多、应用广、发展
和物理效应感知并检 器，光电、压电传感器
器快Biblioteka 测出待测对象信息 等化学传感 利用化学反应识别和 气敏传感器、湿敏传感 广泛应用于环保、火灾
器 检测信息
器
报警、医疗卫生
第十一页，共19页。
含有生命物质，专一性
生物传感 利用生物化学反应识 组织传感器、细胞传感
好，易操作、快速、准
器 别和检测信息
器、酶传感器
确
第十二页，共19页。
1．(2016·烟台检测)关于传感器的下列说法正确的是( ) 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．以上说法都不正确
第十三页，共19页。
【解析】 半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如 金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以 A 错，B 正确；传感器不但能感知 电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以 C 错．
第三页，共19页。
2．种类繁多的传感器 (1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为 物理传(w感ù化器lǐ)学、(huàx传ué) 生感器物和(shēn传gw感ù器) ． (2)传感器的一般结构 非电学量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电学量
第四页，共19页。
[再判断] 1．传感器就是传递某种信息的电学元件．(×) 2．所有传感器的工作原理都一样．(×) 3．传感器内部一定有某种转换元件．(√) [后思考] 在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中 的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的． 【提示】 电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、 楼道内的声控灯等．
第五页，共19页。
[合作探讨] 有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息．如 图所示为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图．试结合图中信息，分析讨论：
第六页，共19页。
图 5-1-1
第七页，共19页。
探讨 1：在蔬菜种植大棚中要用到哪些传感器？ 【提示】 需要五种传感器：光传感器、湿度传感器、温度传感器、气敏 传感器、温敏传感器． 探讨 2：这些传感器的作用是什么？ 【提示】 光传感器测光照强度，湿度传感器测空气湿度，温度传感器测 空气温度，气敏传感器测二氧化碳浓度，温敏传感器测土壤温度．
第八页，共19页。
[核心点击] 1．传感器的构成 传感器主要由敏感元件、转换元件及转换电路组成，各部分作用如下： (1)敏感元件是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏) 制成的． (2)转换元件是传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的 非电信号转换成电信号的电子元件． (3)转换电路的作用是将电信号转换成易于传输或测量的电学量输出．
学
业
(
x
知
u
识
é
点
y
一
第 1 节 揭开传感器的“面纱”
è) 分
层
测
评
第一页，共19页。
学习目标 1.知道什么是传感器. 2.知道传感器的作用和意义．(重 点) 3.知道传感器的种类．(重点) 4.理解传感器的工作原理．(难点)
知识脉络
第二页，共19页。
传感器
[先填空] 1．什么是传感器 (1)定义：能够感受外界(wà，iji并è)将信其息按照一定的规律转换成电信号的器件或 装置． (2)功能：传感器通常用在自动测量和自动控制系统中，担负着信采息集(cǎ和ijí) 化(zhuǎ任nh务u，à)把非电学量转化为电学量．
C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作 D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要 求
第十五页，共19页。
【解析】 不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故 B 错．物 理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故 A 错．生物传感器能够 使用的前提是传感器中的生命物质保持生物活性，故 C 错，D 对．
【答案】 D
第十六页，共19页。
3.全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和 驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，自制一种测定油箱油量多少或变 化多少的装置．如图 512 所示，其中电源电压保持不变，R 是滑动变阻器，它 的金属滑片是金属杆的一端．小阳同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画 出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况， 你认为电压表应该接在图中的________两点之间， 按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压 表的示数将________(填“增大”或“减小”)．
对传感器的进一步理解 1．不同的传感器的原理不同，但都是通过敏感元件把非电学量的变化转变 为电学量的变化． 2．传感器输出的电学量可能为电流、电压、电路通断等，不一定是电压． 3．敏感元件只是传感器的一个关键部分并不一定就是一个完整的传感器．
第十九页，共19页。
第十七页，共19页。
图 5-1-2
【解析】 由题图可知当油箱内液面高度变化时，R 的金属滑片将会移动， 从而引起 R 两端电压的变化，且当 R′≫R 时，UR＝IR 可视为 UR 与 R 成正比， 所以电压表应接在 b、c 之间，当油量减少时，电压表示数将增大．
【答案】 b、c 增大
第十八页，共19页。
第九页，共19页。
2．传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度 等，而输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等．这些输出的信号是非 常微弱的，通常需要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作．
第十页，共19页。
3．传感器的分类及特点
按工作原
原理
举例
特点
第十四页，共19页。
2．(2016·福州高二检测)关于物理传感器，化学传感器和生物传感器的下列 说法中，正确的是( )
A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业 不能用于化工领域
B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质 而不能输出电学量
理分类
利用物质的物理性质 电容传感器、电感传感
物理传感
品种多、应用广、发展
和物理效应感知并检 器，光电、压电传感器
器快Biblioteka 测出待测对象信息 等化学传感 利用化学反应识别和 气敏传感器、湿敏传感 广泛应用于环保、火灾
器 检测信息
器
报警、医疗卫生
第十一页，共19页。
含有生命物质，专一性
生物传感 利用生物化学反应识 组织传感器、细胞传感
好，易操作、快速、准
器 别和检测信息
器、酶传感器
确
第十二页，共19页。
1．(2016·烟台检测)关于传感器的下列说法正确的是( ) 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．以上说法都不正确
第十三页，共19页。
【解析】 半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如 金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以 A 错，B 正确；传感器不但能感知 电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以 C 错．
第三页，共19页。
2．种类繁多的传感器 (1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为 物理传(w感ù化器lǐ)学、(huàx传ué) 生感器物和(shēn传gw感ù器) ． (2)传感器的一般结构 非电学量 → 敏感元件 → 转换元件 → 转换电路 → 电学量
第四页，共19页。
[再判断] 1．传感器就是传递某种信息的电学元件．(×) 2．所有传感器的工作原理都一样．(×) 3．传感器内部一定有某种转换元件．(√) [后思考] 在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中 的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的． 【提示】 电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、 楼道内的声控灯等．
第五页，共19页。
[合作探讨] 有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息．如 图所示为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图．试结合图中信息，分析讨论：
第六页，共19页。
图 5-1-1
第七页，共19页。
探讨 1：在蔬菜种植大棚中要用到哪些传感器？ 【提示】 需要五种传感器：光传感器、湿度传感器、温度传感器、气敏 传感器、温敏传感器． 探讨 2：这些传感器的作用是什么？ 【提示】 光传感器测光照强度，湿度传感器测空气湿度，温度传感器测 空气温度，气敏传感器测二氧化碳浓度，温敏传感器测土壤温度．
第八页，共19页。
[核心点击] 1．传感器的构成 传感器主要由敏感元件、转换元件及转换电路组成，各部分作用如下： (1)敏感元件是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏) 制成的． (2)转换元件是传感器中能将敏感元件输出的、与被测物理量成一定关系的 非电信号转换成电信号的电子元件． (3)转换电路的作用是将电信号转换成易于传输或测量的电学量输出．
学
业
(
x
知
u
识
é
点
y
一
第 1 节 揭开传感器的“面纱”
è) 分
层
测
评
第一页，共19页。
学习目标 1.知道什么是传感器. 2.知道传感器的作用和意义．(重 点) 3.知道传感器的种类．(重点) 4.理解传感器的工作原理．(难点)
知识脉络
第二页，共19页。
传感器
[先填空] 1．什么是传感器 (1)定义：能够感受外界(wà，iji并è)将信其息按照一定的规律转换成电信号的器件或 装置． (2)功能：传感器通常用在自动测量和自动控制系统中，担负着信采息集(cǎ和ijí) 化(zhuǎ任nh务u，à)把非电学量转化为电学量．
C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作 D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要 求
第十五页，共19页。
【解析】 不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故 B 错．物 理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故 A 错．生物传感器能够 使用的前提是传感器中的生命物质保持生物活性，故 C 错，D 对．
【答案】 D
第十六页，共19页。
3.全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和 驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，自制一种测定油箱油量多少或变 化多少的装置．如图 512 所示，其中电源电压保持不变，R 是滑动变阻器，它 的金属滑片是金属杆的一端．小阳同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画 出)，通过观察电压表示数，可以了解油量情况， 你认为电压表应该接在图中的________两点之间， 按照你的接法请回答：当油箱中油量减少时，电压 表的示数将________(填“增大”或“减小”)．
对传感器的进一步理解 1．不同的传感器的原理不同，但都是通过敏感元件把非电学量的变化转变 为电学量的变化． 2．传感器输出的电学量可能为电流、电压、电路通断等，不一定是电压． 3．敏感元件只是传感器的一个关键部分并不一定就是一个完整的传感器．
第十九页，共19页。
第十七页，共19页。
图 5-1-2
【解析】 由题图可知当油箱内液面高度变化时，R 的金属滑片将会移动， 从而引起 R 两端电压的变化，且当 R′≫R 时，UR＝IR 可视为 UR 与 R 成正比， 所以电压表应接在 b、c 之间，当油量减少时，电压表示数将增大．
【答案】 b、c 增大
第十八页，共19页。
第九页，共19页。
2．传感器的工作原理 传感器感受的通常是非电学量，如力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度 等，而输出的通常是电学量，如电压、电流、电荷量等．这些输出的信号是非 常微弱的，通常需要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作．
第十页，共19页。
3．传感器的分类及特点
按工作原
原理
举例
特点