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5.1认识传感器
第五章传感器
传感器
传感器的种类
传感器的组成与应用模式
01
02
03
目录
CONTENTS
传感器
PART 1
同学们，当你用指纹解锁手机时，可曾想过指尖的纹路如何化作电子信号？当智能手环记录你的心跳，是否好奇生命体征如何被精密捕捉？在我们身处的智能时代，传感器正如同隐形的感官系统，默默感知着世界的温度、光照、压力、运动，将物理世界的万千变化转化为数字世界的精确语言。
本章将带领大家走进这个微观而神奇的感知世界。从自动门的热红外感应到电子秤的压敏元件，从汽车安全气囊的加速度传感器到空间站的环境监测系统，我们将探寻这些"智能感官"背后的物理密码——光敏电阻如何捕捉明暗变化，热敏元件怎样感知温度波动，压电材料又为何能将机械振动转化为电信号。在这里，热电效应、电磁感应、半导体特性等物理原理不再是课本上的抽象公式，而是构建智能世界的基石。
小盒子A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。
盒子里面有什么装置？
干簧管
干簧管
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
干簧管是一种能感知磁场的传感器，它利用磁场来控制电路的通断。
红外线传感器：当人走近时，可以检测出人体向外辐射的红外线，从而发出使自动门开关启动的命令。这种装置就是红外线传感器。
它们是通过什么东西“感知”外界的？
乙醇传感器：交通警察在检查司机是否酒后开车时，会让司机对着“便携式酒精检测仪”呼气，检测仪就会显示呼出气体中的酒精浓度。这是因为检测仪上装有“乙醇传感器”，它能感知乙醇的浓度。
光传感器
声音传感器
味传感器
温度传感器
压力传感器
湿度传感器
气体传感器
视觉
嗅觉
味觉
触觉、温觉
听觉
传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似
传感器作用：代替、补充、延伸人的感觉器官
人的感觉器官和传感器的类比
2、工作原理：
1、概念：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成份等非电学量，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。
3、意义：便于测量、传输、处理和控制。
一、传感器
例1 (2023·山东聊城期中)关于传感器，下列说法正确的
是( )
A.所有传感器都是由半导体材料制成的
B.传感器一定是把非电学量转换为电学量
C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地测量、传输、处理和控制
D.干簧管是通过磁铁靠近产生电磁感应实现自动控制的
C
例2.下面哪一项不是现代传感器的应用 (　　)
A.将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,而
不必麻烦银行工作人员
B.电梯的两门靠拢接触到人体时,门会自动打开而不
会夹伤人
C.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦
D.当人走近自动门时,门会自动打开
A
例3.(多选题)如图所示是电子电路中常用到的一种称为
“干簧管”的元件。关于干簧管,下列说法正确的
是 (　　)
A.干簧管接入电路中相当于电阻
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于开关
D.干簧管是一种能感知磁场的传感器
CD
传感器的种类
PART 2
1.物理传感器：
利用物质的物理特性或物理效应制作而成
电子秤——压力传感器
体温计——温度传感器
手机解锁键
——光学传感器
二、传感器的种类
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。
2.化学传感器：
利用电化学气
体传感器制成的可燃气体报警器
报警器—气体传感器
负氧离子传感器——离子传感器
：利用生物活性物质的选择性来识别
和测定生物化学物质
3.生物传感器
血糖仪——酶
传感器
利用生物传感器制成的心率仪
4.(2023浙江高二联考)传感器在生产、生活中已广
泛应用,下列关于传感器的说法正确的是 (　　)
A.额温枪测人体的体温主要利用了红外线传感器
B.城市路灯的自动控制利用了温度传感器
C.电子秤主要利用了光传感器
D.酒店大厅的自动门利用了力传感器
A
例5.(2024北京石景山联考改编)下列关于传感器的说法正
确的是 (　　)
A.话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声
音信号
B.在天黑且楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,它的控制
电路中只需要用到声音传感器
C.烟雾散射火灾报警器是应用温度传感器实现火灾报警的
D.人脸识别系统需要使用光传感器和位移传感器
D
传感器的组成与应用模式
PART 3
汽车里的传感器
这些传感器是如何协调完成复杂的指令的？
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
非电学量
需要被测量的物理量
敏感元件
转换元件
转换电路
电学量
能直接感受或响应外界被测非电学量
将敏感元件输出的信号转换成电学量
电学量信号放大
2.传感器的工作原理
3.信号的获取
数字式
指针式
4.应用模式
被测量
敏感元件
转换元件
传感器基本部分
电信号
信号调整与转换电路
显示器
执行机构
计算机
导学探究
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
想一想
以下工作中，你认为要用什么传感器?
（1）让孵化器在一定温度下孵化禽蛋;
（2）电梯超出负载时，发出报警提示;
（3）使汽车排放符合国家标准的尾气。
温度传感器
压力传感器
气体传感器
例6.关于传感器工作的一般流程,以下选项中正确的是
(　　)
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
C
7.太空中绕地球运行的某卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有( )
A.味觉传感器 B.气体传感器
C.听觉传感器 D.视觉传感器
D
?
?
BC
谢
谢
聆
听

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