高中物理 第5章 传感器及其应用 5.1 揭开传感器的“面纱”学案 鲁科版选修3-2-鲁科版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第1讲揭开传感器的“面纱”[目标定位]1.知道什么是传感器，了解传感器的基本构成及各部分作用.2.知道非电学量转化成电学量的技术意义.3.通过动手操作体会传感器的工作原理．一、什么是传感器1．定义：能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置．2．作用：传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量．二、种类繁多的传感器1．常见传感器及特点常见传感器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、光电传感器、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2.传感器的一般结构一、对传感器的正确理解1．传感器的原理传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的大多是电学量，如电压、电流、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，一般要经过放大等处理后，再通过控制系统产生各种控制动作．2．在分析传感器时要明确(1)核心元件是什么．(2)是怎样将非电学量转化为电学量的．(3)是如何显示的或如何控制开关的．例1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．以上说法都不正确答案B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，A错误，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，C错误．二、常见的传感器1．与温度控制相关的家用电器：电饭煲、电冰箱、微波炉、空调、消毒碗柜等，都用到温度传感器．2．红外传感器：自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等．3．照相机中的光传感器和家用便携式电子秤的压力传感器等．4．农业生产中的传感器(1)湿度传感器：判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水．(2)温度传感器和湿度传感器，可对上百个点进行温度和湿度监测．由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象．5．工业生产中的传感器(1)生产的自动化和半自动化．用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作．各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等．(2)在数控机床中的位移测量装置，就是利用高精度位移传感器进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工．例2下列仪器或装置不是利用传感器的是()A．汽车防盗报警器B．宾馆房间内的火灾报警器C．工兵用的地雷探测仪D．用钥匙打开房门答案D解析A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置，都是利用了传感器．用钥匙打开房门是利用了机械原理，不是利用的传感器．例3如图1所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是()图1A．电吉他是光电传感器B．电吉他是温度传感器C．电吉他是声音传感器D．弦改用尼龙材料，原理不变答案C解析由电吉他发声原理可知是将声音的变化转变为电流的变化，C对，A、B、D错．对传感器的理解1．关于传感器的作用，下列说法正确的是()A．通常传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以将感受到的一些信息转换为电学量C．传感器可以将所有感受到的信息都转换为电学量D．以上说法均不正确答案B解析传感器主要是用来采集信息，并将采集到的信息转换成便于测量的量；但并不是将其感受到的所有信息都转换为电学量．2．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品中，下述关于常用的几种家用电器所采用传感器的说法中，不正确的是()A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B．电子体温计中主要是采用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器D...