2018版高中物理 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.docx

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电子秤中主要是采用了力电传感器答案C解析电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以C错误常见传感器的应用3关于“制作简易电话机”的实验，下列说法中正确的是()A火柴盒没底也可以制成“话筒”B话筒感知的声音信号转化成了电压信号C“话筒”中的敏感元件是铅笔芯D声音使铅笔芯自身电阻发生变化答案C解析若火柴盒没底，声音信号不能引起铅笔芯的振动，故选项A错误；“话筒”感知声音信号转化成电流信号，故选项B错误；声音使横放的铅笔芯与下面两根铅笔芯接触的紧密程度发生变化，引起接触处电阻变化，并未导致铅笔芯自身电阻变化，故选项C正确，选项D错误4电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比，现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图2所示压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压，若发现电压表示数增大，下列说法正确的是()图2A电梯一定加速上升B电梯一定减速下降C电梯加速度一定向上D电梯加速度一定向下答案C解析由题意知，电压表示数增大说明电梯地板对压电片压力增大，故电梯处于超重状态，加速度一定向上，C对，D错；电梯可能加速上升也可能减速下降，A、B错.