1、5.1 认识传感器认识传感器2022.3.5小盒子小盒子A的侧面露出一个小灯泡，的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体盒外没有开关。如果把磁体 B放到放到盒子上面，盒子上面， 灯泡就会发光，把磁体灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。移走，灯泡熄灭。盒子里有什么样的装置，才能出盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？现这样的现象？干簧管干簧管干簧管的结构很简单，玻璃管内干簧管的结构很简单，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片。封入了两个软磁性材料制成的簧片。工作原理：当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相工作原理：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
2、作用。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。干簧管是一种能够感知磁场的传感器。那么，到底什么那么，到底什么是传感器？是传感器？一、神奇的传感器一、神奇的传感器1.生活中的传感器：生活中的传感器：“声控声控光控光控”开关开关晩上，当我们进入黑洞洞的楼道时，一跺脚，楼道灯自动开启，晩上，当我们进入黑洞洞的楼道时，一跺脚，楼道灯自动开启，但是这种情况在白天却不会发生。这是为什么？但是这种情况在白天却不会发生。这是为什么？这是因为楼道的灯安装了这是因为楼道的灯安装了“声控声控光控光控”开关。这个开关会感知开关。这个开关会感知环境的明暗和声音的强弱。只有环境的亮度低于某
3、一数值，同时声环境的明暗和声音的强弱。只有环境的亮度低于某一数值，同时声强高于某一数值时，声控强高于某一数值时，声控光控开关才会接通，灯才会亮。光控开关才会接通，灯才会亮。一、神奇的传感器一、神奇的传感器干手机自动门1.生活中的传感器：生活中的传感器：“声控声控光控光控”开关、开关、红外线传感器红外线传感器一些宾馆安装了自动门，当人走近时，门会自动打开；当人离开一些宾馆安装了自动门，当人走近时，门会自动打开；当人离开时，门会自动关闭。自动门为什么会这时，门会自动关闭。自动门为什么会这 样样“懂礼仪懂礼仪”呢？呢？原来，有的自动门装有一种装置，当人走近时，可以检测出人体原来，有的自动门装有一种装
4、置，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。就是红外线传感器。一、神奇的传感器一、神奇的传感器1.生活中的传感器：生活中的传感器：“声控声控光控光控”开关、红外线传感器、开关、红外线传感器、乙醇传乙醇传感器感器交通警察在检查司机是否酒后开车时，会让司机对着交通警察在检查司机是否酒后开车时，会让司机对着 “便携式便携式酒精检测仪酒精检测仪”呼气，检测仪就会显示呼出气体中的酒精浓度。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这是因为检测仪上装有“乙醇传感器乙醇
5、传感器”，它能感知乙醇的浓度。，它能感知乙醇的浓度。2.概念：传感器是把概念：传感器是把非电学量转化为电学量或电路通断非电学量转化为电学量或电路通断的器件或装的器件或装置。置。电信号能方便地进行电信号能方便地进行测量、传输、处理和控制测量、传输、处理和控制。一、神奇的传感器一、神奇的传感器人的感觉器官与传感器的类比人的感觉器官与传感器的类比视觉视觉嗅觉嗅觉听觉听觉味觉味觉触觉、温觉触觉、温觉光传感器光传感器湿度传感器湿度传感器气体传感器气体传感器声音传感器声音传感器味传感器味传感器温度传感器温度传感器压力传感器压力传感器传感器是获取信息的元件。计算机是传感器是获取信息的元件。计算机是“大脑大脑
6、”，则传感器是则传感器是“电五官电五官”。1.生活中的传感器：生活中的传感器：“声控声控光控光控”开关、红外线传感器、乙醇传开关、红外线传感器、乙醇传感器感器传感器的使用使我们的生活更加方便、安全和舒适。生传感器的使用使我们的生活更加方便、安全和舒适。生活中，你还发现哪些地方使活中，你还发现哪些地方使 用了传感器？用了传感器？ 请你根据需要大胆地设想：在家里、学校和生活的社区，请你根据需要大胆地设想：在家里、学校和生活的社区，什么地方应该安装传感器？什么地方应该安装传感器？ 这些传感器要起什么作用？这些传感器要起什么作用？温度传感器实现冰箱自动控温；温度传感器实现冰箱自动控温；声光传感器自动控
7、制楼道路灯；声光传感器自动控制楼道路灯；烟雾传感器实现失火时自动报警。烟雾传感器实现失火时自动报警。声光控开关声光控开关烟雾传感器烟雾传感器传感器的使用，使我们的生活更加方便、安全和舒适。传感器的使用，使我们的生活更加方便、安全和舒适。温度调节旋钮温度调节旋钮 二、传感器的种类二、传感器的种类二、传感器的种类二、传感器的种类1.分类分类物理传感器物理传感器：利用物质的物理特性或物理效应制作而成，如力传利用物质的物理特性或物理效应制作而成，如力传感器、磁传感器、声传感器等；感器、磁传感器、声传感器等；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化学传感器：利用电化学反应原理，把无机或
8、有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号，如离子传感器、气体传感器等；分、浓度等转换为电信号，如离子传感器、气体传感器等；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，如酶传感器、微生物传感器、物质，如酶传感器、微生物传感器、 细胞传感器等。细胞传感器等。二、传感器的种类二、传感器的种类2.物理传感器种类最多、应用最广。物理传感器种类最多、应用最广。根据被测量分类：声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器；根据被测量分类：声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器；根据工作原理分类：电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、根据
9、工作原理分类：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。压电式、磁电式等传感器。三、传感器的组成与应用模式三、传感器的组成与应用模式1.传感器的组成：一般由敏感元件、转换元件组成。传感器的组成：一般由敏感元件、转换元件组成。敏感元件：指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；敏感元件：指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；转换元件：指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。转换元件：指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。很多传感器很多传感器的的敏感元件和转换元件是二者合敏感元件和转换元件是二者合 一的，如热电偶、一的，如热电偶、压电晶体等。压电晶体等。
10、三、传感器的组成与应用模式三、传感器的组成与应用模式2.传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式电信号很微弱，要通过信号调整与转换电路放大。如果需要远距电信号很微弱，要通过信号调整与转换电路放大。如果需要远距离传送，还要把它转换成其他电信号以抵御外界干扰。离传送，还要把它转换成其他电信号以抵御外界干扰。可以用指针式电表或数字屏等显示测量的数据；也可以用来驱动可以用指针式电表或数字屏等显示测量的数据；也可以用来驱动继电器或其他元件，来执行诸如打开管道的阀门、开通或关闭电动继电器或其他元件，来执行诸如打开管道的阀门、开通或关闭电动 机等动作；还可以由计算机对获得的数据进行处理，发出更复杂的机等动作
11、；还可以由计算机对获得的数据进行处理，发出更复杂的指令。指令。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金属片后相距几十微米有一个金属片(固定固定 电极电极)，它们构成电容器的两个，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。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？你能根据它的工作过程说说各组成元
12、件的作用吗？敏感元件敏感元件：振动膜，感受声音信号的变化，：振动膜，感受声音信号的变化，转换元转换元 件件：电容器，将声音信号的强弱转换成电容：电容器，将声音信号的强弱转换成电容器的电容变化。器的电容变化。转换电路转换电路：电容器接入含有电阻、电源的电路中。：电容器接入含有电阻、电源的电路中。声波振动声波振动振动膜振动振动膜振动电容变化电容变化电流变化电流变化电压变化电压变化三、传感器的组成与应用模式三、传感器的组成与应用模式例例1.电容式话筒的工作原理电容式话筒的工作原理输出信号输出信号：电压。电容不断发生变化，电容器产生充、放电电流，加载在电：电压。电容不断发生变化，电容器产生充、放电电流
13、，加载在电阻阻R两端的电压也随之变化。两端的电压也随之变化。总结1.概念：传感器是把概念：传感器是把非电学量转化为电学量或电路通断非电学量转化为电学量或电路通断的器件或装的器件或装置。置。电信号能方便地进行电信号能方便地进行测量、传输、处理和控制测量、传输、处理和控制。2.分类分类物理传感器：如力传感器、磁传感器、声传感器等；物理传感器：如力传感器、磁传感器、声传感器等；化学传感器：如离子传感器、气体传感器等；化学传感器：如离子传感器、气体传感器等；生物传感器：如酶传感器、微生物传感器、生物传感器：如酶传感器、微生物传感器、 细胞传感器等。细胞传感器等。4.应用的一般模式应用的一般模式(电容式话筒电容式话筒)敏感元件：指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；敏感元件：指能直接感受或响应外界被测非电学量的部分；转换元件：指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。转换元件：指能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。3.组成组成一般由敏感元件、转换元件组成。完成检测和转换两个基本功能。一般由敏感元件、转换元件组成。完成检测和转换两个基本功能。
