5.1 揭开传感器的“面纱”学案 word版含答案

第1节
揭开传感器的“面纱”学案
学习目标：
1.初步认识传感器的基本功能.
2.了解传感器是能感受非电学量,并将其转换成电学量的元件.
3.了解传感器的主要构造,知道传感器各部分的作用.
4.了解各种传感器在生产和生活中的应用.
基础知识：
一.什么是传感器
能感受外界信息，并将其按一定的规律转换成电信号的器件或装置，叫做传感器。
它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。我们把这种元件叫做传感器。
它的优点是：把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。
二.种类繁多的传感器
（1）物理传感器：得用物质的物理性质和物理效应感知并检测出待测物信息的传感器，如电容传感器，电感传感器，光电传感器，压电传感器等。
（2）化学传感器：利用化学反应识别和检测信息的传感器，如气敏传感器，湿敏传感器等。
（3）生物传感器：利用生物化学反应识别和检测信息的传感器，如组织传感器，细胞传感器等。
三、敏感元件
敏感元件是传感器的核心元件，是利用材料的某种敏感效应制成的。转换元件是传感器中能将敏感元件输出的，与被测物理量成一定关系的非电学信号转换成电信号的电子元件。转换电路的作用是将此电信号转换成易于传输或测量的电学量输出。
重难点理解：
传感器的一般构成及各部分的作用
传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成.
①敏感元件是传感器的核心,它是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏)制成的,它的作用是感受某种非电学信号.
②转换元件的作用是将敏感元件输出的或与被测物理量成一定关系的非电信号转换成电信号的电子元件.
③转换电路的作用是将电信号转换成易于传输或测量的电学量输出.
物理传感器、化学传感器、生物传感器的原理有什么异同点
①相同点:都能将感受到的非电学量信息转化成电学量,都是利用敏感元件的某种敏感效应制成的.
②不同点:三类传感器的工作原理不同,所利用的敏感元件的敏感效应不同.
典例1：下列说法正确的是
(　　)
A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B.湿敏传感器只能是物理传感器
C.物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出
D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应
D
【解析】各种传感器的原理虽不同,但基本功能相似,都是将非电学量转化为电学量,故A错;湿敏传感器为化学传感器,故B错;传感器既可将信息转化为电压输出,也可转化为电流、电阻等输出,故C错;由物理传感器定义知D项正确.
【点拨】①各种传感器的作用都是把非电学量转化成电学量;②各种传感器,如物理、化学、生物传感器的工作原理是不同的;③传感器输出的电学量有电流、电压、电阻及电路通断等多种形式.
巩固练习：
1.对传感器的理解,下列说法正确的是
(　　)
A.传感器肩负着信息采集的任务
B.光传感器是一种将光照强度这个非电学量转化为电学量的装置.
C.传感器不是电视摇控接收器的主要元件
D.传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号或电路通断的主要工具
2.在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用了半导体的
(　　)
A.压敏性　　　　　　　B.光敏性
C.热敏性
D.三种特性都利用
3.下列仪器或装置中,用到传感器的是
(　　)
A.自动报警器
B.弹簧秤
C.电视遥控器
D.红外线探测仪
4.图示是一演示位移传感器的工作原理图.物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x,假设电压表是理想的,则下列说法正确的是
(　　)
A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化
B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化
C.物体M不动时,电路中没有电流
D.物体M不动时,电压表没有示数
参考答案：
1.ABD　【解析】根据传感器的特性和工作原理可知,选项A、B、D正确.
2.B　【解析】利用了半导体材料对光照强度的敏感特性来实现昼熄、夜亮的自动控制.
3.ACD　【解析】A、C、D中的仪器或装置的作用都是将非电学量转换为电学量,因此这三种仪器都用到了传感器.
4.B　【解析】滑杆P相当于一个分压器,电压表所测为左边电阻的电压,由于物体M和滑杆P相连,当物体M在导轨上平移时,滑杆P也跟着左右移动,根据串联电路的分压原理,则电压表示数也随之变化,则B选项正确;而电阻和电源串联的电路中,电阻不变,则电路中电流不变,电源内电流也不变,A、C选项均错误;当物体M不动时,由分压原理,电压表仍有示数,则D选项错误.