基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用课标领航本章以生活中常见的传感器入手，以对 传感器的认识过程为主线，以转换思想为理 论依据，深入研究了传感器的原理、应用以 及自动控制电路的设计，重点是对传感器认 识过程、传感器的原理的理解及其在各领域 的广泛应用，学会由非电学量转换为电学量 的转换思想，掌握传感器和自动控制电路的 工作过程，会用传感器和转换思想设计简单 的自控装置基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用课程标准对本章的要求是： 1知道非电学量转换成电学量的技术意义 2通过实验，知道常见传感器的工作原理 3列举传感器在生活和生产中的应用 本章重点：传感器的基本原理及其在日常生活 和生产中的应用 本章难点：光电传感器、温度传感器的工作原 理，运用有关的物理知识解释生活中的实际问题基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用本章知识与我们的生活息息相关，在 学习过程中既要熟记各种敏感元件的特性 ，又要结合实例认真体会传感器在实际中 的应用，努力培养自己理论联系实际的能 力和动手能力，同时，注意观察身边应用 传感器的装置或仪器，并通过查资料或上 网了解它们的工作原理，培养自己的观察 能力和自学能力基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用课标定位课标定位学习目标：1.知道什么是传感器 2了解传感器的分类情况 3知道光电传感器的原理，了解光 电传感器在生活中的应用 4知道温度传感器的原理，了解温 度传感器在生活中的应用基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用重点难点：1.传感器的基本原理及其构造 ，光敏电阻和热敏电阻的特性 2设计制作简易温度报警器 易错问题：1.对传感器电路的工作原理及 敏感元件的特点分析不到位 2错误的认为热敏电阻的阻值随温度的 升高而减小基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用一、什么是传感器 麦克风能把 信号转变成电信号；电 子秤能测量重力，把 信号转变成电信号 ，经过对电信号的处理用数字显示出重物的 质量；像这种能够感受到力、温度、光、声 音、化学等非电学量，并能把它们转变成 量的器件或装置叫做传感器基础知识梳理声音 压力电学基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用【思考提示】 传感器的一个显著特 点是将非电学量转化为电学量，其工作原理如 图所示：思考传感器的特点是什么？其原理怎样？基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用二、种类繁多的传感器 电容传感器、电感传感器、光传感器、力 传感器，这类属于 传感器；气敏传感器 、湿敏传感器属于 传感器；组织传感器、 细胞传感器、酶传感器属于 传感器物理 化学 生物基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用三、光电传感器的原理 光电传感器是一种能够感受光信号，并按照 一定的规律把光信号转变成电信号的器件或装置 ，其敏感元件是 电阻；光敏电阻器是由金属 硫化物等 材料制成的，当光照射到这些半 导体物质上时，它的电阻率 ，阻值也随之减 小 说明：敏感元件是传感器的核心部分，是一 个关键部分，并不一定是一个完整的传感器光敏 半导体 减小基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用四、探究温度传感器的原理 温度传感器是一种将 变化转换为电学量 变化的装置温度传感器的敏感元件是 电阻 和热电偶等热敏电阻器是由 材料制成的 ，它的电阻随温度的 而减小 注意：热敏电阻器是电阻值随温度变化而变 化的敏感元件在工作温度范围内，电阻值随温 度的升高而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻 器；电阻值随温度的升高而减小的是负温度系数 (NTC)热敏电阻器温度 热敏 半导体 升高基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用一、常见传感器及其分类 1常见的传感器 传感器种类繁多，具体功能各不相同， 下表给出一些常见的传感器及其工作原理核心要点突破基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用传感器输入量输出量工作原理 硅光电池光电压电压光电电效应应 光电二极 管光电压电压光电电效应应湿敏电阻湿度电压电压 (电电 阻)感湿材料受湿电电阻 变变化 话筒声音电电流电电磁感应应 加速度传 感器加速度电压电压电电磁感应应测速发电 机速度电电流(电电 压压)电电磁感应应热电偶温度电压电压热电热电 效应应 酒精气体 传感器酒精气体电电阻化学反应应后引起电电 阻变变化基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用2传感器的分类 (1)物理传感器：利用物质的物理性质和物理 效应感知并检测出待测对象信息的传感器主要 应用于像位移、温度、速度、加速度、压力等物 理量的转化 (2)化学传感器：利用化学反应识别和检测信 息的传感器主要应用于环境保护、火灾报警、 医疗卫生和家用电器等方面 (3)生物传感器：利用生物化学反应识别和检 测信息的传感器与物理、化学传感器最大的区 别在于生物传感器的感受器中含有生命物质基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用二、光电传感器的原理及光敏电阻 1光电传感器：是一种能够感受光信号，并按照 一定规律把光信号转换成电信号的器件或装置 2光敏电阻：在被光照射时电阻发生变化，可以 把光照强弱转换为电阻大小这个电学量 3半导体的导电机理：以半导体材料硅为例说明 半导体的导电机理，图511是硅原子排列示意图， 每个原子的最外层有4个电子由于热运动或其他原因 ，其中极少数电子可能获得较大的能量，挣脱原子的束 缚而成为自由电子这样，在原来的地方就留下一个空 位，称为“空穴”空穴相当于一个正电荷当这个空穴 由附近原子中的电子来填补时，就出现了一个新的空穴 ，这种变化相当于空穴在移动基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用 如果有了外电场，自由电子和空穴会向相 反的方向做定向移动，于是在半导体中形成了 电流自由电子和空穴都叫做载流子图图511基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用4光敏电阻的特性 当光敏电阻受到光照射时，会有更多的电 子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的 空穴，于是导电性明显地增强，电阻减小不 受光照射时的电阻阻值是受光照射时的100倍 1000倍基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用1半导体材料的导电机理决定了光 敏电阻的电阻特性，不要将光敏电阻与金 属电阻混淆 2光照越强，光敏电阻的电阻率越 小，反之则越大特别提醒基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用三、温度传感器的原理及热敏电阻 1温度传感器 温度传感器是一种将温度变化转换为电学量 变化的装置常见的温度传感器有热敏电阻和热 电偶等 2热敏电阻 热敏电阻由半导体材料制成，当半导体材料 的温度升高时，必定接收了外界的能量，自己的 内能增加，加剧内部分子(或原子)的热运动，使 很多束缚电荷变为自由电荷，载流子增多，增强 了导电性热敏电阻有温度系数大，灵敏度极高 ，反应迅速，体积小，寿命长等优点基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用3热敏电阻的两种类型 热敏电阻的电阻率随温度变化而明显变化 ，常见的有两种类型 (1)正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻) 这种热敏电阻的电阻率随温度升高而增大 ，其特性与金属热电阻相似，其电阻随温度的 变化图象如图512所示基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用图图512图图513(2)负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻) 这种热敏电阻的电阻率随温度升高而明显减 小，其电阻随温度的变化图象如图513所示基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用4热敏电阻的用途 热敏电阻可以将温度这一非电学量的变化 转化为电阻的变化，进而转化为电流或电压这 些电学量的变化，理论上说，所有与温度有关 的问题都可以使用热敏电阻热敏电阻的灵敏 性好但稳定性较差，测温范围较小基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用1热敏电阻的阻值随温度的升高其阻值有可 能减小，也有可能增大 2半导体热敏电阻虽然有很多优点，但其测 温范围较小 3半导体热敏电阻不能用来制造标准电阻 特别提醒基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用下列说法正确的是( ) A凡将非电学量转化为电学量的传感 器都是物理传感器 B湿敏传感器只能是物理传感器 C物理传感器只能将采集到的信息转 化为电压输出 D物理传感器利用的是物质的物理性 质和物理效应课堂互动讲练类型一类型一认识传感器例例1 1基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用【思路点拨】 根据传感器的基本原理和 用途解决 【解析】 各种传感器虽然工作原理不同 ，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为 电学量等，故A错；湿度传感器为化学传感器， 故B错，传感器既可将信息转化为电压输出，也 可转化为电流、电阻等，故C错由物理传感器 定义知D正确 【答案】 D 【规律总结】 (1)传感器的基本作用都是 把非电学量转换成电学量 (2)三类传感器的工作原理不同基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下 页第 5 章传 感 器 及 其 应 用1关于物理传感器、化学传感器和生物 传感器的下列说法中，正确的是( ) A物理传感器利用材料的某种物理性 质工作，因而只能用于机械加工行业不能用 于化工领域 B化学传感器是利用某种化学反应来 工作的，因而只能输出某种化学物质而不能 输出电学量 C生物传感器的适用范围广，可在任 意温度条件下工作 D生物传感器由于含有生命物质，因 而对使用传感器的环境条件有一定要求变式拓展变式拓展基础知识梳理核心要点突破课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练上 页下