信息时代离不开传感器 课件PPT.ppt
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1、44 信息时代离不开传感器信息时代离不开传感器 课标定位课标定位 学习目标:学习目标:1.了解日常生活中常见的一些传感器及了解日常生活中常见的一些传感器及 其应用其应用 2会用常见的传感器做一些简单的实验会用常见的传感器做一些简单的实验 3体验科学探究的乐趣和运用所学知识分析新问体验科学探究的乐趣和运用所学知识分析新问 题题、解决新问题解决新问题,感受物理与生活感受物理与生活、生产的密切联生产的密切联 系系 重点难点:常见传感器的原理及应用重点难点:常见传感器的原理及应用 核心要点突破核心要点突破 课堂互动讲练课堂互动讲练 课前自主学案课前自主学案 知能优化训练知能优化训练 4.4 课前自主学
2、案课前自主学案 一一、温度传感器温度传感器 1测温仪使用了温度传感器将测温仪使用了温度传感器将_信号转换信号转换 成成_信号信号 2测温仪中的温度传感器主要采用测温仪中的温度传感器主要采用_电阻、电阻、 _热电阻、热电阻、_等元件,也有的用红外等元件,也有的用红外 线敏感元件等线敏感元件等 温度温度 电电 热敏热敏 金属金属 热电偶热电偶 二二、力传感器力传感器 常见的力传感器是由常见的力传感器是由_和和_组成组成 的的 _ 是 一 种 敏 感 元 件是 一 种 敏 感 元 件 , 现 在 多 用现 在 多 用 _材料制成材料制成,上下表面的应变片在压力上下表面的应变片在压力 作用下发生弯曲作
3、用下发生弯曲,上下应变片的阻值变化不一上下应变片的阻值变化不一 样样电压也就不一样电压也就不一样,外力越大外力越大,输出的电压差也输出的电压差也 就越就越_ (填填“大大”或或“小小”) 三三、磁传感器磁传感器 1磁传感器是将磁信号转化为电信号的传感器磁传感器是将磁信号转化为电信号的传感器 2磁传感器的中心元件是磁传感器的中心元件是“霍尔元件霍尔元件”,霍尔元,霍尔元 件能够把磁感应强度这个磁场量转换为电压这个电件能够把磁感应强度这个磁场量转换为电压这个电 学量学量 金属梁金属梁 应变片应变片 应变片应变片 半导体半导体 大大 四四、随处可见的传感器随处可见的传感器 1红外测温仪:是一种将红外
4、测温仪:是一种将_转转 换成电信号的传感装置换成电信号的传感装置 2 数 码 相 机 和 摄 像 机 : 敏 感 元 件 叫 做数 码 相 机 和 摄 像 机 : 敏 感 元 件 叫 做 _ (CCD),它将光信号转换成模它将光信号转换成模 拟电信号拟电信号,模拟电信号再通过一种模拟电信号再通过一种(A/D)专门转换专门转换 器转换成数字电信号器转换成数字电信号 3酒精浓度测试仪:敏感元件是酒精传感器酒精浓度测试仪:敏感元件是酒精传感器 在生活中还有在生活中还有_报警器、报警器、_报警器、报警器、 红外报警器、防盗报警器等等工业生产中有热红外报警器、防盗报警器等等工业生产中有热 轧生产线上的传
5、感器,农业生产中有空气湿度传轧生产线上的传感器,农业生产中有空气湿度传 感器、土壤湿度传感器、土壤营养传感器等等感器、土壤湿度传感器、土壤营养传感器等等 红外辐射波红外辐射波 电荷耦合器电荷耦合器 煤气煤气 火警火警 1.图片对齐 在我们插入PPT图片或是输入文字的时候,为了整齐都需要将插入的文本框对齐 ,但是又不想一个一个的进行操作,这时按住Ctrl键将需要进行对齐的文本选中 ,点击开始排列对齐垂直居中即可; 2.巧用格式刷 在制作PPT的时候为了保证PPT风格的统一,很多任通常会使用复制粘贴来确保 每一页PPT格式相同,这样对于少页数来说可以进行操作,但是碎玉多页面的话 就有点麻烦了,其实
6、我们可以巧用格式刷:首先,在开始菜单栏下方有一个格式 刷,点击格式刷,很快就能看到效果; 3.去除所有动画效果 很多人在制作PPT的时候都是直接在模板库里下载模板进行使用的,但是下载的 模板大多数都是有幻灯片的,这样在演讲的时候很不方便,怎样将其进行去除呢 ?单击幻灯片放映选择设置幻灯片放映,放映类型选择演讲者放映;换片方式 选择手动即可; 4.PPT快键 PPT逼格提升技巧逼格提升技巧 五五、信息社会离不开传感器信息社会离不开传感器 智能式传感器集信息智能式传感器集信息_、信息信息_、信信 息息_、逻辑思维和判断功能于一身逻辑思维和判断功能于一身,把计把计 算机算机、各种用途的传感器和输入输
7、出等制在同一各种用途的传感器和输入输出等制在同一 芯片上芯片上,成为大规模集成电路智能传感器成为大规模集成电路智能传感器 六六、遥测与遥感遥测与遥感 遥感遥测的基本原理是通过遥感传感器对观测目遥感遥测的基本原理是通过遥感传感器对观测目 标产生的标产生的_、_进行远距离进行远距离 收集、转换,用计算机处理、识别,得出结收集、转换,用计算机处理、识别,得出结 论主要应用在地球资源勘探、环境监测、气象论主要应用在地球资源勘探、环境监测、气象 预报、军事侦察等等预报、军事侦察等等 检测检测 处理处理 记忆记忆 电磁波电磁波 热辐射热辐射 核心要点突破核心要点突破 一一、实验中常见几种传感器分析实验中常
8、见几种传感器分析 1温度传感器温度传感器 温度传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变温度传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变 化而变化的原理制成的,它能把温度这个热学量化而变化的原理制成的,它能把温度这个热学量 转换为电压这个电学量如各种家用电器转换为电压这个电学量如各种家用电器(空调、空调、 冰箱、热水器、饮水机等冰箱、热水器、饮水机等)的温度控制器、火警报的温度控制器、火警报 警器、恒温箱等警器、恒温箱等 2力传感器原理力传感器原理 如图如图431所示,用弹簧钢制成的金属架右端所示,用弹簧钢制成的金属架右端 固定,在梁形金属架上、下表面各贴一个应变片固定,在梁形金属架上、下表面各贴一个应
9、变片 (由半导体材料制成由半导体材料制成),在梁的自由端施力,在梁的自由端施力F,则梁,则梁 发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩,上表面应发生弯曲,上表面拉伸,下表面压缩,上表面应 变片的电阻变大,下表面应变片的电阻变小变片的电阻变大,下表面应变片的电阻变小F 越大,弯曲形变越大,应变片的阻值变化就越越大,弯曲形变越大,应变片的阻值变化就越 大如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么大如果让应变片中通过的电流保持恒定,那么 上面应变片两端的电压变大,下面应变片两端的上面应变片两端的电压变大,下面应变片两端的 电压变小传感器把这两个电压的差值输出外电压变小传感器把这两个电压的差值输出外 力越大,输出
10、的电压差值也就越大力越大,输出的电压差值也就越大 图图431 应变式力传感器可以用来测重力、压力、拉力等应变式力传感器可以用来测重力、压力、拉力等 各种力应变片能够把物体形变这个力学量转换各种力应变片能够把物体形变这个力学量转换 为电压这个电学量为电压这个电学量 3霍尔效应的原理霍尔效应的原理 某些导体或半导体某些导体或半导体(内部载流子带同种电荷内部载流子带同种电荷)做成做成 薄片,通有电流时,同时外加与薄片垂直的磁场薄片,通有电流时,同时外加与薄片垂直的磁场 B,薄片中的载流子在洛伦兹力作用下向着与电,薄片中的载流子在洛伦兹力作用下向着与电 流和磁场都垂直的方向漂移,使导体薄片流和磁场都垂
11、直的方向漂移,使导体薄片(图图43 2)的的M、N两端产生电势差,即霍尔电压两端产生电势差,即霍尔电压UH.当当 霍尔效应稳定后,每个载流子受到的洛伦兹力和霍尔效应稳定后,每个载流子受到的洛伦兹力和 电场力相等电场力相等 图图432 即即 qvBqEqUH L ,L 为为 M、N 之间的距离之间的距离 则则 UHLvB,v 是载流子定向移动的速率是载流子定向移动的速率 又因为电流又因为电流 InqvS,S 是薄片是薄片(导体导体)的横截面的横截面 积,积, 所以所以 UHILB nqS IB nqd, ,d 是薄片厚度是薄片厚度 其中对于特定的导体来说,其中对于特定的导体来说,nq 是一个常数
12、,令是一个常数,令 1 nq k, 则则 UHkIB d . 从以上结论可以看出保持从以上结论可以看出保持I恒定,则霍尔电压恒定,则霍尔电压UH与与 磁感应强度磁感应强度B成正比成正比 霍尔效应的原理:外部磁场使运动的载流子受到霍尔效应的原理:外部磁场使运动的载流子受到 洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另洛伦兹力,在导体板的一侧聚集,在导体板的另 一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电一侧会出现多余的另一种电荷,从而形成横向电 场横向电场对载流子施加与洛伦兹力方向相反场横向电场对载流子施加与洛伦兹力方向相反 的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导的静电力,当静电力与洛伦兹力达到
13、平衡时,导 体板左右两侧就会形成稳定的电压体板左右两侧就会形成稳定的电压 即时应用即时应用(即时突破即时突破,小试牛刀小试牛刀) 1.如图如图433所示所示,截面为矩形的金属导体截面为矩形的金属导体, 放在磁场中放在磁场中,当导体中通有电流时当导体中通有电流时,导体的上下导体的上下 表面的电势有什么关系表面的电势有什么关系( ) 图图433 AUMUN BUMUN CUMUN D无法判断无法判断 解析:解析:选选C.霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁霍尔效应形成的原因是带电粒子在磁 场中受到洛伦兹力作用,做定向移动形成的,根场中受到洛伦兹力作用,做定向移动形成的,根 据左手定则,电子受到向上的洛
14、伦兹力作用,向据左手定则,电子受到向上的洛伦兹力作用,向 M板运动,则板运动,则N板剩下正电荷,所以板剩下正电荷,所以UMUN,故,故 选选C. 二、传感器的广泛应用二、传感器的广泛应用 传感器技术已经深入到日常生活、生产、科学研传感器技术已经深入到日常生活、生产、科学研 究和军事技术等各个领域究和军事技术等各个领域.2003年,当年,当SARS肆虐肆虐 时,在机场、车站等公共场所都配备了红外测温时,在机场、车站等公共场所都配备了红外测温 仪这是一种将红外辐射波转换成电信号的传感仪这是一种将红外辐射波转换成电信号的传感 装置,能够非接触快速测温,可帮助机场、车站装置,能够非接触快速测温,可帮助
15、机场、车站 工作人员快速检测旅客体温,而又不会造成交叉工作人员快速检测旅客体温,而又不会造成交叉 感染感染 机动车驾驶员酒后驾车,极易发生交通事故,严机动车驾驶员酒后驾车,极易发生交通事故,严 重危害交通安全和人身财产安全怎样才能判定重危害交通安全和人身财产安全怎样才能判定 驾驶员酒后驾车呢?人饮酒后,酒精通过消化系驾驶员酒后驾车呢?人饮酒后,酒精通过消化系 统被人体吸收,经血液循环,约有统被人体吸收,经血液循环,约有90%的酒精通的酒精通 过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量就过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量就 可以判断其饮酒程度我国已制成对低浓度酒精可以判断其饮酒程度我国已制成
16、对低浓度酒精 有高灵敏性的酒精传感器有高灵敏性的酒精传感器 日常生活中还有煤气报警器,家庭用的红外报警日常生活中还有煤气报警器,家庭用的红外报警 器,蔬菜大棚中监测二氧化碳浓度、土壤湿度等器,蔬菜大棚中监测二氧化碳浓度、土壤湿度等 的传感器等随着科技的发展,智能传感器正在的传感器等随着科技的发展,智能传感器正在 大量使用在航天领域等大量使用在航天领域等 总之,传感器在生活中的应用可以归结到以下几总之,传感器在生活中的应用可以归结到以下几 个方面:个方面: (1)检测位置检测位置 (2)尺寸控制尺寸控制 (3)识别对象识别对象 (4)检测异常检测异常 (5)信息传送信息传送 (6)计数及控制计数
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