高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 认识传感器背景图课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 认识传感器背景图课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了认识传感器，化学成分，物理特性或物理效应，电化学反应原理，生物活性物质的选择性，被测量，工作原理，直接感受，电信号，探究一认识传感器等内容，欢迎下载使用。

知识点一 　神奇的传感器
1.当你走近一些宾馆的大门时,门会自动为你打开;当你走进门之后,门又在你身后自动关上.这种自动化是如何实现的?
答案:自动门上有红外线传感器,传感器接收到人体发出的红外线后启动自动控制装置的电动机,实现自动开门.
2.传感器:能够感受诸如 、 、 、 、 等被测量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出的一类器件或装置.3.通常传感器转换成的可用信号是 、 等电学量,或转换为电路的通断.把非电学量转换为电学量,可以实现测量、传输、处理和控制的自动化.
知识点二　传感器的种类
1.传感器作为一门知识密集型技术,它与许多学科有关.(1)有的利用物质的 制作而成,如力传感器、磁传感器、声传感器等物理传感器.(2)有的利用 ,把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号,如离子传感器、气体传感器等化学传感器.(3)有的利用 来识别和测定生物化学物质,如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等生物传感器.
2.大多数传感器是以物理原理为基础制作的.这类传感器种类最多,应用领域也最广泛.(1)根据 的不同,可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器.(2)根据具体 的不同,可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器.
知识点三　传感器的组成与应用模式
1.传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成.(1)敏感元件是指能 或响应外界被测非电学量的部分.(2)转换元件是指能将敏感元件输出的信号直接转换成 .的部分.(3)敏感元件和转换元件分别完成 和转换两个基本功能.
2.传感器应用的一般模式可如图所示.
答案:敏感　转换　指针式　数字屏
1.传感器是一种直接感知、探测物理量的工具.( )2.传感器是将被测量的非电学量转换成电学量的器件或装置.( )3.便携式酒精检测仪上装有乙醇传感器,它能感知乙醇的浓度.( )4.传感器只能通过感知电压的变化来传递信号.( )5.利用温度传感器可以实现温度自动控制.( )6.手机的屏幕可以自动调节亮度是通过手机内部的温度传感器实现的.( )7.传感器中的敏感元件和转换元件不能合为一体.( )
某自动控制功能的蔬菜种植大棚,要靠传感器感知农作物生长所需的各种信息.下图为该蔬菜种植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:
2.蔬菜种植大棚中用到的传感器的作用是什么?
答案:把感受到的非电学量按照一定的规律转换为便于传送和处理的电信号输出.
1.在蔬菜种植大棚中主要用到哪些传感器?
答案:主要有光传感器、湿度传感器、温度传感器、气体浓度传感器.
3.在家庭生活中,人们不用直接接触就可以控制一些电器,试举一些生活中的例子,看哪些用电器是通过传感器来工作的.
答案:电视机、空调、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、自动冲水马桶、楼道内的声控灯等都是通过传感器来工作的.
1.传感器的组成:传感器的基本部分一般由敏感元件、转换元件组成.
3.注意.(1)不同的传感器的工作原理不同,但都是通过敏感元件和转换元件把非电学量的变化转换为电学量的变化或电路的通断.(2)传感器输出的可用信号可能为电流、电压等电学量,也可能转换为电路的通断等.
【典例1】(多选)关于传感器的作用,下列说法正确的是(　　)A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制B.传感器可以用来采集信息C.传感器可以将感受到的一些信息转换为电学量D.传感器可以将所有感受到的信息转换为电学量
解析:传感器的作用主要是用来采集某些信息并将采集到的信息转换成便于测量的量,并不是将其感受到的所有信息转换为电学量.故选项B、C正确.
下图为智能手机中的部分传感器示意图,它能感受声音、图像、压力、磁场、加速度等各种信息.
1.根据你的了解,手机中各部分传感器的作用是什么?
答案:声传感器,即话筒——将声音信号转换为电信号保存或通话;压力传感器——测量海拔高度;加速度传感器—计量步数、操作游戏等;温度传感器——测量并显示环境温度;环境光线传感器——根据环境光线的强弱自动调节屏幕亮度;陀螺仪——检测手机姿态、手机惯性导航等;图像传感器——自动成像;电子罗盘——判断方向.
2.下图为电容式话筒的工作示意图,请简要说明该话筒是如何实现声—电转换的.
答案:振动膜片与固定电极组成电容器,它们分别为电容器的两个极,声音使振动膜片发生振动,使电容器极板之间距离不断变化,电容器的电容也不断变化,电容器产生充、放电电流,加在电阻R两端的电压也随之变化.这样,声音信号就转换为便于测量和处理的电压信号,用于显示、记录等.
1.传感器的工作流程.
2.传感器在现代信息技术与自动控制中的作用.传感器的作用是把非电学量(如光、声音、温度等)转换为电学量(如电压、电流等),将电学量与计算机技术结合,可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化,所以传感器在现代信息技术与自动控制中有极其重要的作用.
【典例2】传感器工作的一般流程是(　　)A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D.非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
解析:传感器工作的一般流程为非电学量被敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号,再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量,因此选项A、B、D错误,选项C正确.
1.(多选)关于干簧管,下列说法正确的是(　　)A.干簧管接入电路中相当于电阻B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关D.干簧管可以实现自动控制
解析:干簧管能感知磁场,是因为两个簧片由软磁性材料制成,当周围存在磁场时,两个簧片被磁化,就会相互吸引.干簧管在电路中可当作开关来使用,作为控制元件可以实现自动控制.
2.(2022·广东广州)关于传感器,下列说法正确的是 (　　)A.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号B.交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器,是靠吹气的压力来工作的C.霍尔元件能够检测磁场及其变化,其原理是法拉第电磁感应定律D.新冠肺炎疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器
解析:话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声信号转换为电信号,选项A错误;交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度,它是酒精气体传感器,它的阻值随酒精浓度的变化而变化,不是利用压力工作的,选项B错误;霍尔元件是磁传感器,能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,其原理不是法拉第电磁感应定律,选项C错误;新冠肺炎疫情防控中使用的枪式测温仪应用了红外传感器,选项D正确.
3.传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件.右图为一种电容式传感器原理示意图,电路可将声音信号转换为电信号.电路中a、b构成一个电容器,b是固定不动的金属板,a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜.若声源S发出频率恒定的声波使a振动,则在振动过程中(　　)A.a、b板之间的电场强度不变B.a、b板上的电荷量不变C.电路中始终有方向不变的电流D.a向右的位移最大时,电容器的电容最大
4.下图是一个测定液面高度的传感器原理示意图,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导电液体构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当电容器的电容增大时,导电液体的深度h的变化情况是(　　)
A.h增大 B.h减小C.h不变 D.无法确定
解析:由题意知,导线芯和导电液体构成电容器的两极,类似于平行板电容器的两极,当液面高度发生变化时,相当于两极正对面积发生变化,会引起电容器的电容变化.与平行板电容器类比可得,导电液体深度h增大时,导线芯和导电液体的正对面积增大,电容器的电容变大,故选项A正确.