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第五章 传感器
5.1 认识传感器
【学习目标】
1．了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义。
2．了解传感器的种类，知道传感器的组成与应用模式。
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？
干簧管是一种能够感知磁场的传感器。它把磁场的有无转换为电路的通断，那么到底什么是传感器？
请自读课本91-92页“神奇的传感器”，思考下列问题：
1、课本中介绍了哪几个生活中的实例？他们分别是把什么物理量转化为什么物理量？
2、什么是传感器？
“声控—光控”开关
宾馆安装了自动门
“便携式酒精检测仪”
声音或光信号转换为电信号
光或压力信号转换为电信号
化学成分的浓度转换为电信号
一、神奇的传感器
1、定义：传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出，如电压、电流等电学量，或电路的通断等。
2、传感器的作用：将非电学量转换为电学量，可以方便地实现测量、传输、处理和控制。
一、神奇的传感器
二、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工作
如：力传感器、磁传感器、声传感器等，
请自读课本93-94页“传感器的种类”，思考：
传感器有哪些分类标准？都分为哪些传感器？
利用温度传感器制成的电子体温计
利用压力传感器制成的电子秤
二、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工作
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，把化学物质的浓度、成分等转化为电信号
气敏传感器、离子传感器等，
利用温度传感器制成的电子体温计
利用压力传感器制成的电子秤
利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器
二、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工作
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，把化学物质的浓度、成分等转化为电信号
气敏传感器、离子传感器等，
3、生物传感器： 有的利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，
酶传感器、微生物传感器、细胞传感器
利用温度传感器制成的电子体温计
利用压力传感器制成的电子秤
利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器
利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪
4、其它分类：
根据被测量的不同，可将物理传感器分为声、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，可将物理传感器分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。
二、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工作
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，把化学物质的浓度、成分等转化为电信号
气敏传感器、离子传感器等，
3、生物传感器： 有的利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质，
酶传感器、微生物传感器、细胞传感器
手机里的传感器
汽车里的传感器
三、传感器的组成与应用模式
1.传感器的基本组成部分：
敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。
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。
请自读课本94-95页“传感器的种类”，思考：
传感器由哪两部分组成？传感器应用的一般模式是什么？
2.传感器应用的一般模式
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。
例1. 如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器的工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
AC
例2. 如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图，其中R2为用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
报
警
器
热
敏
电
阻
1.传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是（ ）
A.温度传感器
B.压力传感器
C.磁传感器
D.光传感器
B
当堂检测
2.（多选）传感器担负着信息采集的任务，它可以（ ）
A.将力学量（如形变量）转变成电学量
B.将热学量转变成电学量
C.将电学量转变成光学量
D.将电学量转变成力学量
3.全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该水位自动感应装置采用的传感器是（ ）
A.温度传感器 B.压力传感器
C.生物传感器 D.红外线传感器
AB
B
当堂检测
4．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（ ）
A．红外报警装置
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
A
当堂检测
5.传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片时，膜片会变形从而引起电容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路，那么（ ）
A．当F向上压膜片电极时，电容将减小
B．当F向上压膜片电极时，电容将增大
C．若电流计有示数，则压力F发生变化
D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
BC
当堂检测
1、定义：传感器是指这样一类元件：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出，如电压、电流等电学量，或电路的通断等。
2、传感器的作用：将非电学量转换为电学量，可以方便地实现测量、传输、处理和控制。
一、神奇的传感器
二.传感器应用的一般模式
小结

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