5.1认识传感器((共25张PPT))

(共25张PPT)
第五章
传 感 器
5.1认识传感器
小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体 B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？
干簧管
干簧管的玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，有磁体靠近时，两簧片被磁化接通。
干簧管将外界附近有无磁场转换为电路中有无电流。
干簧管是一种传感器，
一、神奇的传感器
1.生活的例子
自动路灯
酒精浓度检测
自动门
烟雾报警器
一、神奇的传感器
传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官
2.人体与传感器
光传感器
湿度、气体传感器
声音传感器
味传感器
压力、温度传感器
视觉
嗅觉
听觉
味觉
触觉、温觉
一、神奇的传感器
3.传感器的定义
它能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。
传感器是指这样一类元件或装置：
力
温度
光
声
化学成分
非电学量
电学量
电压
电流
电路的通断
传感器
二、传感器的种类
1.物理传感器
力传感器、磁传感器、声传感器
利用物质的物理特性或物理效应制作而成，
体温计——温度传感器
电子秤——压力传感器
干手机——湿度传感器
二、传感器的种类
2.化学传感器
离子传感器、气体传感器
利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号。
报警器——气体传感器
分析仪——离子传感器
二、传感器的种类
利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质.
3.生物传感器
酶传感器、微生物传感器、细胞传感器
血糖仪——酶传感器
二、传感器的种类
4.智能手机的传感器与功能
传感器原理各异，分类方法也不同。根据被测量的不同，可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器；根据具体工作原理的不同，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。
【例题1】办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，利用了下列哪种传感器（　　）
A.生物传感器 B.红外传感器 C.温度传感器 D.压力传感器
办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开；
故选B．
B
解析：
【例题1】有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为(　　)
A．改变湿度　　　　　　　B．改变温度
C．改变磁场 D．改变电容
人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时改变了电容大小。
D
三、传感器的组成与应用模式
1.传感器的核心部分——敏感元件、转换元件
敏感元件是指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分——完成检测。
转换元件是指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分——完成转换。
如果敏感元件直接输出的是电学量，它就同时兼为转换元件。
这种敏感元件和转换元件二者合一的传感器是很多的。例如，热电偶、压电晶体等都是这种形式的传感器。
三、传感器的组成与应用模式
电信号
被测量
敏感元件
转换元件
信号调整与转换电路
计算机系统
显示器（指针式电表或数字屏）
执行机构
传感器基本部分
2.传感器应用的模式
【例题2】关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　）
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
传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，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。所以C正确，ABD错误。
C
解析：
话筒是一种能够将声音信号转换为电信号的传感器。图乙是电容式话筒的组成结构示意图，话筒的振动膜片涂有薄薄的金属层，膜后相距几十微米有一个全属片（固定电极），它们构成电容器的两个极板。电容式话筒利用电容器的电容与极板间距离的关系来工作。你能根据它的工作过程说说各组成元件的作用吗
敏感元件
振动膜片
转换元件
固定电极
转换电路
电阻电源
机器人
第一代机器人对外界没有感觉，只能按照编好的程序，由内部的计算机安排它的动作。
第二代机器人有了感觉，它身上安装的传感器能起到人的感官的作用。
第三代是智能机器人，是人们梦寐以求的，也是当前正在努力发展的。
机器人
机器人跳舞
机器人跑步
机器人跳跃
超声波测距传感器用于避障、防坠；
视觉传感器用于物体识别和避障；
陀螺仪(加速度传感器)用于保持平衡；
速度传感器用于测量移动速度；
角度传感器用于测量机械臂的角度;
温度传感器和压力传感器用于检测环境情况;
……
光敏传感器用于检测、区分区域；
扫地机器人上的各种传感器
1.传感器是指这样一类元件：非电学量转化电学量，或转化为电路的通断。
2.传感器的作用：方便进行测量、传输、处理和控制
4.传感器的工作原理：
非电学量
敏感元件
转换器件
转换电路
电学量
3.传感器的分类：三大类物理、化学、生物传感器
1、(多选)干簧管与灯泡、电源串联，如图所示，当磁铁靠近干簧管时，我们看到，灯泡亮。在这个过程中( )
A.干簧管就是一个由磁场控制的开关
B.干簧管的簧片磁化为同名磁极相对的磁铁
C.磁场信息转化为电信息
D.电信息转化为磁场信息
AC
2、下列生活中利用传感器把光信号变成电信号的是（　　）
A．用遥控器控制电视机的开关
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
解析：电视机遥控器是光传感器，将光信号变成电信号，故A正确；声控开关是声音传感器，将声音信号变成电信号，故B错误；压力传感装置将压力信号转化为电信号，故C错误；温控器是将温度信号转化为电路的通断，故D错误；
A
3、关于传感器，下列说法正确的是（　　）
A.金属材料不可以制成传感器
B.光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的
C.传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的
D.以上说法都不正确
解析：传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误；光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的，故B正确，D错误；传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不一定是通过感知电阻的变化来传递信号的，故C错误。
B
5、如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，问：金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？
解析：
由左手定则知
上表面聚集负电荷
下表面聚集正电荷
故下表面电势高
4、如图是一火警报警的一部分电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A.　I 变大，U 变大
B.　I 变小，U 变小
C.　I 变小，U 变大
D.　I 变大，U 变小
B
R1
R2
R3
A
a
b
E
r