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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光电效应光电二极管光电压光电效应湿敏电阻湿度电压(电阻)感湿材料受湿电阻变化话筒声音电流电磁感应加速度传感器加速度电压电磁感应测速发电机速度电流(电压)电磁感应热电偶温度电压热电效应酒精气体传感器酒精气体电阻化学反应后引起电阻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5－1－1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5－1－1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5－1－2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5－1－2图5－1－3(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5－1－3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认识传感器例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章传感器及其应用解析：选D.不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出，故B错，物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错．生物传感器能够使用的前提是感受器中的生命物质保持生物活性，故C错D对．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图5－1－4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，此光电计数器的基本工作原理是()类型二光敏电阻的特征应用例2图5－1－4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【思路点拨】当有光照射到光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，由R1减小，再由电路知识即可解决．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【解析】R1为光敏电阻，当有光照射时，R1的阻值变小，R2上的电压变大，信号处理系统获得高电压．由题意知，当传送带上的物体挡住光时，信号处理系统获得低电压，这种电压高低交替变化的信号转化为相应的数字，实现自动计数的功能，达到自动计数的目的．故A、C选项正确．【答案】AC【点评】本题中的自动计数器具有广泛的应用，它是利用光敏电阻对光的敏感特性将光照强度