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5.1認識傳感器
第五章傳感器
傳感器
傳感器的種類
傳感器的組成與應用模式
01
02
03
目錄
CONTENTS
傳感器
PART 1
同學們，當你用指紋解鎖手機時，可曾想過指尖的紋路如何化作電子信號？當智能手環記錄你的心跳，是否好奇生命體征如何被精密捕捉？在我們身處的智能時代，傳感器正如同隱形的感官系統，默默感知著世界的溫度、光照、壓力、運動，將物理世界的萬千變化轉化為數字世界的精確語言。
本章將帶領大家走進這個微觀而神奇的感知世界。從自動門的熱紅外感應到電子秤的壓敏元件，從汽車安全氣囊的加速度傳感器到空間站的環境監測系統，我們將探尋這些"智能感官"背后的物理密碼——光敏電阻如何捕捉明暗變化，熱敏元件怎樣感知溫度波動，壓電材料又為何能將機械振動轉化為電信號。在這里，熱電效應、電磁感應、半導體特性等物理原理不再是課本上的抽象公式，而是構建智能世界的基石。
小盒子A側面露出一個小燈泡，盒外沒有開關。如果把磁體B放到盒子上面，燈泡就會發光，把磁體移走，燈泡熄滅。
盒子里面有什么裝置？
干簧管
干簧管
原理：當磁體靠近干簧管時，兩個簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到開關的作用。
干簧管
干簧管是一種能感知磁場的傳感器，它利用磁場來控制電路的通斷。
紅外線傳感器：當人走近時，可以檢測出人體向外輻射的紅外線，從而發出使自動門開關啟動的命令。這種裝置就是紅外線傳感器。
它們是通過什么東西“感知”外界的？
乙醇傳感器：交通警察在檢查司機是否酒后開車時，會讓司機對著“便攜式酒精檢測儀”呼氣，檢測儀就會顯示呼出氣體中的酒精濃度。這是因為檢測儀上裝有“乙醇傳感器”，它能感知乙醇的濃度。
光傳感器
聲音傳感器
味傳感器
溫度傳感器
壓力傳感器
濕度傳感器
氣體傳感器
視覺
嗅覺
味覺
觸覺、溫覺
聽覺
傳感器的功能與人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等功能相似
傳感器作用：代替、補充、延伸人的感覺器官
人的感覺器官和傳感器的類比
2、工作原理：
1、概念：
傳感器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成份等非電學量，并能把它們按照一定的規律轉換為電壓、電流等電學量，或轉換為電路的通斷。
3、意義：便于測量、傳輸、處理和控制。
一、傳感器
例1 (2023·山東聊城期中)關于傳感器，下列說法正確的
是( )
A.所有傳感器都是由半導體材料制成的
B.傳感器一定是把非電學量轉換為電學量
C.傳感器把非電學量轉換為電學量是為了方便地測量、傳輸、處理和控制
D.干簧管是通過磁鐵靠近產生電磁感應實現自動控制的
C
例2.下面哪一項不是現代傳感器的應用 (　　)
A.將自己的銀行卡插進自動取款機里可以取錢,而
不必麻煩銀行工作人員
B.電梯的兩門靠攏接觸到人體時,門會自動打開而不
會夾傷人
C.電飯煲能自動加熱和保溫而不會把飯燒焦
D.當人走近自動門時,門會自動打開
A
例3.(多選題)如圖所示是電子電路中常用到的一種稱為
“干簧管”的元件。關于干簧管,下列說法正確的
是 (　　)
A.干簧管接入電路中相當于電阻
B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的
C.干簧管接入電路中相當于開關
D.干簧管是一種能感知磁場的傳感器
CD
傳感器的種類
PART 2
1.物理傳感器：
利用物質的物理特性或物理效應制作而成
電子秤——壓力傳感器
體溫計——溫度傳感器
手機解鎖鍵
——光學傳感器
二、傳感器的種類
利用電化學反應原理，把無機或有機化學物質的成分、濃度等轉換為電信號。
2.化學傳感器：
利用電化學氣
體傳感器制成的可燃氣體報警器
報警器—氣體傳感器
負氧離子傳感器——離子傳感器
：利用生物活性物質的選擇性來識別
和測定生物化學物質
3.生物傳感器
血糖儀——酶
傳感器
利用生物傳感器制成的心率儀
4.(2023浙江高二聯考)傳感器在生產、生活中已廣
泛應用,下列關于傳感器的說法正確的是 (　　)
A.額溫槍測人體的體溫主要利用了紅外線傳感器
B.城市路燈的自動控制利用了溫度傳感器
C.電子秤主要利用了光傳感器
D.酒店大廳的自動門利用了力傳感器
A
例5.(2024北京石景山聯考改編)下列關于傳感器的說法正
確的是 (　　)
A.話筒是一種常用的傳感器,其作用是將電信號轉換為聲
音信號
B.在天黑且樓道里出現聲音時,樓道里的燈才亮,它的控制
電路中只需要用到聲音傳感器
C.煙霧散射火災報警器是應用溫度傳感器實現火災報警的
D.人臉識別系統需要使用光傳感器和位移傳感器
D
傳感器的組成與應用模式
PART 3
汽車里的傳感器
這些傳感器是如何協調完成復雜的指令的？
1.傳感器的核心部分——敏感元件、轉換元件
敏感元件是指能直接感受或響應外界被測非電學量的部分——完成檢測。
轉換元件是指能將敏感元件輸出的信號直接轉換成電信號的部分——完成轉換。
如果敏感元件直接輸出的是電學量，它就同時兼為轉換元件。
這種敏感元件和轉換元件二者合一的傳感器是很多的。例如，熱電偶、壓電晶體等都是這種形式的傳感器。
三、傳感器的組成與應用模式
非電學量
需要被測量的物理量
敏感元件
轉換元件
轉換電路
電學量
能直接感受或響應外界被測非電學量
將敏感元件輸出的信號轉換成電學量
電學量信號放大
2.傳感器的工作原理
3.信號的獲取
數字式
指針式
4.應用模式
被測量
敏感元件
轉換元件
傳感器基本部分
電信號
信號調整與轉換電路
顯示器
執行機構
計算機
導學探究
話筒是一種能夠將聲音信號轉換為電信號的傳感器。圖乙是電容式話筒的組成結構示意圖，話筒的振動膜片涂有薄薄的金屬層，膜后相距幾十微米有一個全屬片（固定電極），它們構成電容器的兩個極板。電容式話筒利用電容器的電容與極板間距離的關系來工作。你能根據它的工作過程說說各組成元件的作用嗎?
敏感元件
振動膜片
轉換元件
固定電極
轉換電路
電阻電源
想一想
以下工作中，你認為要用什么傳感器?
（1）讓孵化器在一定溫度下孵化禽蛋;
（2）電梯超出負載時，發出報警提示;
（3）使汽車排放符合國家標準的尾氣。
溫度傳感器
壓力傳感器
氣體傳感器
例6.關于傳感器工作的一般流程,以下選項中正確的是
(　　)
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
7.太空中繞地球運行的某衛星上裝有8種24件探測儀器，其中可能有( )
A.味覺傳感器 B.氣體傳感器
C.聽覺傳感器 D.視覺傳感器
D
?
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BC
謝
謝
聆
聽

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