2018-2019學年高中物理 第四章 電磁波與電信息技術 4 傳感器及其應用學案 教科版選修1 -1.doc

《2018-2019學年高中物理 第四章 電磁波與電信息技術 4 傳感器及其應用學案 教科版選修1 -1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第四章 電磁波與電信息技術 4 傳感器及其應用學案 教科版選修1 -1.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

4　傳感器及其應用 學 習 目 標 知 識 脈 絡 1.知道什么是傳感器． 2．知道常用傳感器及其原理．(難點) 3．掌握傳感器的應用．(重點) [自 主 預 習探 新 知] [知識梳理] 一、傳感元件與傳感器 1．傳感元件：能感受外界作用，并對這些作用作出反應或把外界作用的信息傳輸到處理裝置的元件． 2．傳感器：以傳感元件為核心，加上相應裝置，使之能把被測的非電信號按一定規(guī)律轉換成對應的電信號的器件或裝置． 二、傳感器類型 1．敏感元件特點：對自然作用反應靈敏． 2．變換元件特點：能把不同形式的作用，特別是力、熱、聲、光、化學等作用量轉化成電學量． 3．隨溫度變化阻值發(fā)生顯著變化的電阻，稱為熱敏電阻，它主要用在自動控制電路中． [基礎自測] 1．思考判斷 (1)傳感器就是傳遞某種信息的電學元件．(　　) (2)所有傳感器的工作原理都是一樣的．(　　) (3)人的視覺起到光敏傳感器的作用．(　　) (4)空調感知氣溫利用了溫度傳感器．(　　) 【提示】　(1)　(2)　(3)√　(4)√ 2．能把溫度這個物理量轉化為電阻這個物理量的元器件是(　　) A．熱敏電阻　 B．光敏電阻 C．電容器 D．電源 A　[能把溫度這個物理量轉化為電阻這個物理量的元器件是熱敏電阻，選項A正確，BCD錯誤，故選A．] 3．關于傳感器的下列說法正確的是(　　) 【導學號：37032097】 A．傳感器的材料可以是由半導體材料制成的，也可以是由金屬材料制成的 B．傳感器主要通過感知電壓的變化來傳遞信號 C．通常的傳感器可以直接用來進行自動控制 D．傳感器可以將所有信號轉換成電學量 A　[半導體材料可以制成傳感器，金屬材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物可以制成溫度計，A正確；傳感器不但能感知電壓變化，還能感知力、溫度等的變化，B錯誤；由于輸出信號比較微弱，一般不能直接帶動執(zhí)行機構實現控制，C錯誤；傳感器只能將能感受的信號轉換為電信號，D錯誤．故選A．] [合 作 探 究攻 重 難] 傳感器的原理 1．傳感器 能像人的感覺器官那樣感受外界信息，并能按照一定的規(guī)律和要求把這些信息轉換成可輸出信息的器件或裝置，就叫傳感器． 2．人是通過下面五種感覺(如圖441)接收外界信息的，因此人本身就是高級傳感器． 圖441 3．組成：傳感器一般由敏感元件、轉換元件和轉換電路三部分組成． →→→→ (1)敏感元件是傳感器的核心部分，它是利用材料對某一物理量敏感的特性制成的．常用的敏感元件有：雙金屬片、光敏電阻、熱敏電阻等． (2)轉換元件的作用是把敏感元件輸出的與被測物理量滿足一定關系的非電信號轉換為電信號的電子元件． (3)轉換電路的作用是將轉換元件轉換的電信號轉換成易于傳播或測量的電學量輸出． 4．作用：傳感器的作用是將感受到的非電學量如力、熱、光、聲、化學、生物等量轉換成便于測量的電學量或信號． 　(多選)關于傳感器的下列說法正確的是(　　) A．電視機遙控器就是一個傳感器 B．傳感器是一種能夠將非電學量轉換為電學量的檢測裝置 C．傳感器是實現信息自動檢測和自動控制的首要器件 D．無人管理的自動灌溉系統是溫度傳感器在農業(yè)生產中的應用 思路點撥：①抓住傳感器的定義分析．傳感器是將非電學量轉換成電學量的裝置． ②關鍵詞是：非電學量→電學量． BC　[電視機的遙控器是一種發(fā)射和接收紅外線的裝置，不是傳感器，故A錯；自動灌溉系統是一種利用濕度傳感器判斷農田水分蒸發(fā)情況、自動決定供水和停水的裝置，故D錯．故選B、C.] 傳感器是一種感受外部信息，并將其按照一定規(guī)律轉換成電信號的器件或裝置，是實現信息自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié). [針對訓練] 1．關于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是(　　) A．非電學量→敏感元件→轉換電路→電學量→轉換元件 B．電學量→敏感元件→轉換電路→轉換元件→非電學量 C．非電學量→敏感元件→轉換元件→轉換電路→電學量 D．非電學量→轉換電路→轉換元件→敏感元件→電學量 C　[傳感器工作的一般流程為：非電學量(被),敏感元件(感知，然后通過),轉換元件(轉換成電信號，再通過),轉換電路(將此信號轉換成 易于傳輸或測量的),電學量，因此A、B、D錯，C對．] 傳感器的類型 1．雙金屬片溫度傳感器 利用兩片金屬的熱膨脹系數不同，在溫度變化時因兩片金屬伸長或縮短量不同而彎曲，從而控制電路的通斷． 應用：電熨斗、恒溫箱等． 2．熱敏電阻溫度傳感器 利用熱敏電阻器的電阻值隨溫度變化而改變的特點，在溫度變化時，熱敏電阻器的電阻值發(fā)生變化，從而引起電路中電流和電壓的變化． 應用：空調、電冰箱、微波爐、消毒柜等． 3．光敏電阻傳感器 利用光敏電阻器的電阻值隨光照的強度變化而改變的特點．無光照時，光敏電阻器的電阻值很大，有光照時，光敏電阻器的電阻值變小，從而引起電路中電流和電壓的變化． 應用：工業(yè)自動化控制、光電計數器等． 4．紅外線傳感器 接收攜帶信息的紅外線，轉換成電信號，從而獲得紅外線輻射源的相關信息． 應用：航空攝影、衛(wèi)星遙感遙測、自動門、紅外線測溫儀、防盜防火警報器、家用電器遙控器等． 5．另外還有壓力傳感器、生物傳感器、氣味傳感器等． 6．一般情況溫度的高低與阻值的大小的關系 鉑銅等金屬其電阻隨溫度升高而增大，某些半導體材料，其阻值會隨溫度的升高而明顯減小，阻值隨溫度升高而減小的電阻我們稱為負溫度系數的電阻，阻值隨溫度升高而增大的電阻我們稱為正溫度系數的電阻． 　在地震救援行動中，救援隊借助“生命探測儀”可以發(fā)現深埋在廢墟中的傷員，根據所學知識，你認為“生命探測儀”可能用到了(　　) A．紅外線傳感器　 B．壓力傳感器 C．振動傳感器 D．電容傳感器 A　[傷員被深埋在廢墟中，借助紅外線傳感器可以感知人與周圍環(huán)境的差別，且傷員與尸體的溫度不同，借助探測儀可以探測到活著的被困人員，故應選A．] [針對訓練] 2．對于溫度傳感器的說法，正確的是(　　) 【導學號：37032098】 A．溫度傳感器的核心部件是熱敏電阻 B．溫度傳感器的核心部件是熱脹冷縮金屬片 C．熱敏電阻的電壓隨溫度變化而變化 D．溫度傳感器屬于生物傳感器 A　[熱敏電阻是將熱量轉化為電流這個電學量，溫度傳感器的核心部件是熱敏電阻，故A正確，B錯誤；熱敏電阻的電阻隨溫度變化而變化，將熱量轉化為電流這個電學量，故C錯誤；溫度傳感器有半導體材料制作，不屬于生物傳感器，故D錯誤．] [當 堂 達 標固 雙 基] 1．關于傳感器，下列說法正確的是(　　) A．傳感器是將非電學量轉化為電學量的裝置 B．壓力傳感器是將力學量轉化為電學量的裝置 C．光敏電阻在有光照射時，電阻會變大 D．傳感器廣泛應用于信息采集系統 ABD　[傳感器一定是通過非電學量轉換成電學量來傳遞信號的，所以A正確；壓力傳感器是將力學量轉化為電學量的裝置，所以B正確；光敏電阻在有光照射時，電阻會變小，所以C錯誤；傳感器材料分半導體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機材料，傳感器廣泛應用于信息采集系統，所以D正確．] 2．電梯門不會夾傷人的手，是因為電梯門安裝了什么傳感器(　　) A．溫度傳感器　 B．紅外線傳感器 C．壓力傳感器 D．生物傳感器 C　[只有在電梯門上安裝壓力傳感器時，才能使電梯門關閉時遇到障礙后再自動打開，不會夾傷人的手．] 3．下列說法不正確的是(　　) A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號 B．電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷 C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器 D．熱敏電阻能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量 A　[話筒的作用是將聲音信號轉換成電信號，所以A錯，其余都正確．]