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第1节 认识传感器
导学案
【学习目标】
1.感受传感器，知道传感器是把非电学量转换成电学量的器件或装置，知道传感器在生产生活等实践活动中有广泛应用。
2.了解传感器的基本组成部分和应用的一般模式。
3.知道传感器在某些方面可以代替甚至超过人类对自然的感知。能够改变人类的生产生活方式。
【学习重难点】
1.教学重点：认识传感器，了解传感器与社会发展的关系，理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。
2.教学难点：分析传感器的简单应用电路。
【自主预习】
1．神奇的传感器
(1)干簧管是一种能够感知磁场的传感器。
(2)楼道灯白天不亮，晚上有声音时亮，是因为楼道的灯安装了“声控—光探”开关。
(3)一些宾馆安装了自动门，当有人走近时，门会自动打开，是因为自动门安装了红外线传感器。
(4)交通警察在检查司机是否酒后开车时，用的是“便携式酒精检测仪”，上面安装了乙醇传感器。
(5)传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能够把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的如电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的装置。
(6)非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2．传感器的种类
(1)物理传感器：利用物质的物理特性或物理效应制作而成的传感器，如力传感器、磁传感器、声传感器等。
(2)化学传感器：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的传感器，如离子传感器、气体传感器等。
(3)生物传感器：利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质的传感器。如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等。
3．传感器的组成与应用模式
(1)传感器的基本组成部分
①敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。
②转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。
(2)传感器应用的一般模式
【课堂探究】
【新课引入】
2013 年 12 月 14 日，我国探月工程中的嫦娥三号怀抱玉兔号巡视器成功落月。第二天，可爱俏皮的玉兔号从嫦娥三号中走出。面对陌生的环境，玉兔号是如何观察的？行走时，它是如何感知障碍和自身姿态的？经过漫漫的寒夜，它又是如何被唤醒的？
学生尝试回答问题，并与其他同学交流。
生活中哪些工具工作情况跟玉兔工作情况相同？
举例并观察视频
【新课教学】
任务一、神奇的传感器
干簧管
播放或演示干簧管实验，让学会观看实验。
观察干簧管结构，并尝试解释工作原理：
原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用。
“干簧管”——是一种能够感知磁场的传感器
传感器的定义
传感器是指这样一类元件或装置：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。
（三）人的感觉器官和传感器的类比
任务二、传感器的种类
阅读课文，归纳各种传感器的定义及分类。
1.物理传感器：力传感器、磁传感器、声传感器等
、2.化学传感器：离子传感器、气体传感器等
3.生物传感器：酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等
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。
①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；②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。
汽车里的传感器
任务三：传感器的组成与应用模式
传感器的核心部分
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
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。
传感器的原理
（三）传感器应用的模式
传感器的特点（优点）：易测量、易传输、易处理、易控制
话筒
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
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。
【自我测评】
1．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器。下列有关该传感器的说法正确的是(　　)
A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音
D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移
【答案】C　
【详解】楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器。所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音，C正确。
2．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类(　　)
A．物理传感器　　　　　 B．化学传感器
C．生物传感器 D．温度传感器
【答案】C　
【详解】检测三聚氰胺的方法为酶标法，所以其原理是利用了生物酶，应为生物传感器。故选C。
3．如图所示，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，然后把声音播放出来。下列说法正确的是(　　)
A．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　
【详解】物理传感器利用的是物理效应，比如光电效应、磁电效应等，能将被测信号量的微小变化转换成电信号。本题中当弦振动时，线圈中产生感应电流，把声音这种非电学量转换为电流这种电学量，属于声音传感器，故C正确，A、B、D错误。
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？第1节 认识传感器
导学案
【学习目标】
1.感受传感器，知道传感器是把非电学量转换成电学量的器件或装置，知道传感器在生产生活等实践活动中有广泛应用。
2.了解传感器的基本组成部分和应用的一般模式。
3.知道传感器在某些方面可以代替甚至超过人类对自然的感知。能够改变人类的生产生活方式。
【学习重难点】
1.教学重点：认识传感器，了解传感器与社会发展的关系，理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。
2.教学难点：分析传感器的简单应用电路。
【自主预习】
1．神奇的传感器
(1)干簧管是一种能够感知_________________________的传感器。
(2)楼道灯白天不亮，晚上有声音时亮，是因为楼道的灯安装了“_________________________”开关。
(3)一些宾馆安装了自动门，当有人走近时，门会自动打开，是因为自动门安装了_________________________传感器。
(4)交通警察在检查司机是否酒后开车时，用的是“便携式酒精检测仪”，上面安装了_________________________传感器。
(5)传感器的定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能够把它们按照一定的规律转换为便于_________________________和处理的如电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的装置。
(6)非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2．传感器的种类
(1)物理传感器：_________________________，如力传感器、磁传感器、声传感器等。
(2)化学传感器：_________________________，如离子传感器、气体传感器等。
(3)生物传感器：_________________________如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等。
3．传感器的组成与应用模式
(1)传感器的基本组成部分
①敏感元件：_________________________②转换元件：_________________________(2)传感器应用的一般模式
【课堂探究】
【新课引入】
2013 年 12 月 14 日，我国探月工程中的嫦娥三号怀抱玉兔号巡视器成功落月。第二天，可爱俏皮的玉兔号从嫦娥三号中走出。面对陌生的环境，玉兔号是如何观察的？行走时，它是如何感知障碍和自身姿态的？经过漫漫的寒夜，它又是如何被唤醒的？
生活中哪些工具工作情况跟玉兔工作情况相同？
【新课教学】
任务一、神奇的传感器
干簧管
播放或演示干簧管实验，让学会观看实验。
观察干簧管结构，并尝试解释工作原理：
原理：
“干簧管”——
传感器的定义
（三）人的感觉器官和传感器的类比
任务二、传感器的种类
阅读课文，归纳各种传感器的定义及分类。
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。
①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；②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。
汽车里的传感器
任务三：传感器的组成与应用模式
传感器的核心部分
1.传感器的核心部分——敏感元件、转换元件
传感器的原理
传感器应用的模式
传感器的特点（优点）：
话筒
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
机器人
【自我测评】
1．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器。下列有关该传感器的说法正确的是(　　)
A．该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B．该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C．该传感器能够测量的物理量是光强和声音
D．该传感器能够测量的物理量是压力和位移
2．许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺。在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”，这种检测方法使用的传感器，应为传感器中的哪一类(　　)
A．物理传感器　　　　　 B．化学传感器
C．生物传感器 D．温度传感器
3．如图所示，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，然后把声音播放出来。下列说法正确的是(　　)
A．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
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？

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