《2018版高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 5.1 揭開傳感器的“面紗”學(xué)案 魯科版選修3-2.docx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018版高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 5.1 揭開傳感器的“面紗”學(xué)案 魯科版選修3-2.docx（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1講　揭開傳感器的“面紗” [目標(biāo)定位]　1.知道什么是傳感器，了解傳感器的基本構(gòu)成及各部分作用.2.知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的技術(shù)意義.3.通過動手操作體會傳感器的工作原理． 一、什么是傳感器 1．定義：能夠感受外界信息，并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號的器件或裝置． 2．作用：傳感器在自動測量和自動控制系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著信息采集和轉(zhuǎn)化任務(wù)，把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量． 二、種類繁多的傳感器 1．常見傳感器及特點 常見傳感器 原理 舉例 特點 物理傳感器 利用物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng)感知并檢測出待測對象信息 電容傳感器、電感傳感器、光電傳感器、壓電傳感器等 品種多、應(yīng)用廣、發(fā)展快 化學(xué)傳感器 利用化學(xué)反應(yīng)識別和檢測信息 氣敏傳感器、濕敏傳感器 廣泛應(yīng)用于環(huán)保、火災(zāi)報警、醫(yī)療衛(wèi)生 生物傳感器 利用生物化學(xué)反應(yīng)識別和檢測信息 組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶傳感器 含有生命物質(zhì)，專一性好，易操作、快速、準(zhǔn)確 2.傳感器的一般結(jié)構(gòu) 一、對傳感器的正確理解 1．傳感器的原理 傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的大多是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等，這些輸出信號是非常微弱的，一般要經(jīng)過放大等處理后，再通過控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動作． 2．在分析傳感器時要明確 (1)核心元件是什么． (2)是怎樣將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的． (3)是如何顯示的或如何控制開關(guān)的． 例1　下列關(guān)于傳感器的說法中正確的是(　　) A．所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的 B．金屬材料也可以制成傳感器 C．傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的 D．以上說法都不正確 答案　B 解析　半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計，A錯誤，B正確；傳感器不但能感知電壓的變化，還能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，C錯誤． 二、常見的傳感器 1．與溫度控制相關(guān)的家用電器：電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)、消毒碗柜等，都用到溫度傳感器． 2．紅外傳感器：自動門、家電遙控器、生命探測器、非接觸紅外測溫儀以及防盜、防火報警器等． 3．照相機(jī)中的光傳感器和家用便攜式電子秤的壓力傳感器等． 4．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 (1)濕度傳感器：判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動供水或停水． (2)溫度傳感器和濕度傳感器，可對上百個點進(jìn)行溫度和濕度監(jiān)測．由于有了十分先進(jìn)可靠的測試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象． 5．工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 (1)生產(chǎn)的自動化和半自動化．用機(jī)器人、自動化小車、自動機(jī)床、各種自動生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，代替人完成加工、裝配、包裝、運輸、存儲等工作．各種傳感器使生產(chǎn)的自動運行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等． (2)在數(shù)控機(jī)床中的位移測量裝置，就是利用高精度位移傳感器進(jìn)行位移測量，從而實現(xiàn)對零部件的精密加工． 例2　下列儀器或裝置不是利用傳感器的是(　　) A．汽車防盜報警器 B．賓館房間內(nèi)的火災(zāi)報警器 C．工兵用的地雷探測儀 D．用鑰匙打開房門 答案　D 解析　A、B、C三種儀器都是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置，都是利用了傳感器．用鑰匙打開房門是利用了機(jī)械原理，不是利用的傳感器． 例3　如圖1所示，電吉他的弦是磁性物質(zhì)，當(dāng)弦振動時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流輸送到放大器、喇叭，把聲音播放出來，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．電吉他是光電傳感器 B．電吉他是溫度傳感器 C．電吉他是聲音傳感器 D．弦改用尼龍材料，原理不變 答案　C 解析　由電吉他發(fā)聲原理可知是將聲音的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯淖兓?，C對，A、B、D錯． 對傳感器的理解 1．關(guān)于傳感器的作用，下列說法正確的是(　　) A．通常傳感器可以直接用來進(jìn)行自動控制 B．傳感器可以將感受到的一些信息轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 C．傳感器可以將所有感受到的信息都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 D．以上說法均不正確 答案　B 解析　傳感器主要是用來采集信息，并將采集到的信息轉(zhuǎn)換成便于測量的量；但并不是將其感受到的所有信息都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量． 2．當(dāng)前傳感器被廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品中，下述關(guān)于常用的幾種家用電器所采用傳感器的說法中，不正確的是(　　) A．電視機(jī)對無線遙控信號的接收主要是采用了光電傳感器 B．電子體溫計中主要是采用了溫度傳感器 C．電腦所用的光電鼠標(biāo)主要是采用了聲波傳感器 D．電子秤中主要是采用了力電傳感器 答案　C 解析　電腦所用的光電鼠標(biāo)主要采用了光傳感器，所以C錯誤． 常見傳感器的應(yīng)用 3．關(guān)于“制作簡易電話機(jī)”的實驗，下列說法中正確的是(　　) A．火柴盒沒底也可以制成“話筒” B．話筒感知的聲音信號轉(zhuǎn)化成了電壓信號 C．“話筒”中的敏感元件是鉛筆芯 D．聲音使鉛筆芯自身電阻發(fā)生變化 答案　C 解析　若火柴盒沒底，聲音信號不能引起鉛筆芯的振動，故選項A錯誤；“話筒”感知聲音信號轉(zhuǎn)化成電流信號，故選項B錯誤；聲音使橫放的鉛筆芯與下面兩根鉛筆芯接觸的緊密程度發(fā)生變化，引起接觸處電阻變化，并未導(dǎo)致鉛筆芯自身電阻變化，故選項C正確，選項D錯誤． 4．電子打火機(jī)的點火原理是壓電效應(yīng)，壓電片在受壓時會在兩側(cè)形成電壓且電壓大小與壓力近似成正比，現(xiàn)有一利用壓電效應(yīng)制造的電梯加速度傳感器，如圖2所示．壓電片安裝在電梯地板下，電壓表與壓電片構(gòu)成閉合回路用來測量壓電片兩側(cè)形成的電壓，若發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．電梯一定加速上升 B．電梯一定減速下降 C．電梯加速度一定向上 D．電梯加速度一定向下 答案　C 解析　由題意知，電壓表示數(shù)增大說明電梯地板對壓電片壓力增大，故電梯處于超重狀態(tài)，加速度一定向上，C對，D錯；電梯可能加速上升也可能減速下降，A、B錯.