5.3《大显身手的传感器》学案1（鲁科版选修3-2）.doc

### 5.3《大显身手的传感器》知识点总结 #### 一、传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 #### 二、具体类型及原理 ##### 1. **压力传感器** - **定义与应用**：压力传感器是一种用于测量力或压力的设备。在日常生活中广泛应用，如电子秤、全自动洗衣机的水位控制装置等。 - **工作原理**：当物体施加力于传感器时，内部的敏感元件发生形变，这种形变转化为电信号，进而可以通过电路进行处理和显示。 ##### 2. **自动门的红外线传感器** - **工作原理**：通过探测人体发射的红外线来实现门的开启与关闭。当人靠近自动门时，传感器接收到人体发出的红外线，产生电压输出信号；信号经过电路处理后，使定时器工作，从而控制继电器通电，驱动电动机转动开门；人通过后几秒，定时器使继电器断电，电动机反转关门。 - **应用场景**：广泛应用于商场、酒店等公共场所。 ##### 3. **指纹识别器** - **原理**：利用传感器表面集成的电容器阵列和外界绝缘层来捕获指纹信息。当手指接触绝缘表面时，指纹的凸起部分与电容器阵列形成不同的电容值，这些不同的电容值被转换为电信号并进一步处理以识别指纹。 - **应用场景**：广泛应用于安全门禁系统、手机解锁等。 ##### 4. **传感器在机器人中的应用** - **组成**：机器人由机械系统、传感器系统、信息处理和控制系统组成。 - **作用**：传感器帮助机器人感知环境变化，如位置、速度、力等，是实现机器人智能行为的关键部件。 #### 三、电子秤原理示例 ##### 1. **基本结构与工作原理** - **结构**：包括滑线电阻、滑动头、弹簧、托盘等组件。 - **工作原理**：物体放置于托盘上时，弹簧受力变形，带动滑动头沿滑线电阻移动，改变电阻值，从而产生电压变化，通过电路放大处理后显示物体重量。 - **具体计算**： - 托盘上未放物体时，托盘自身重力作用下的P1离A的距离 \(x_1\) 由公式 \(x_1 = \frac{m_0g}{k}\) 计算得出。 - 放置物体后，托盘上P1离A的距离 \(x_2\) 由公式 \(x_2 = \frac{(m+m_0)g}{k}\) 计算得出。 - 物体质量 \(m\) 与电压 \(U\) 之间的函数关系式 \(U = \frac{E}{kL}m\)。 #### 四、反思与练习 ##### 1. **反思** - 学习了不同类型传感器的基本原理及其在日常生活中的应用。 - 意识到传感器技术对于现代科技发展的重要性。 - 明确了传感器如何帮助我们提高生活质量、提升工作效率。 ##### 2. **典型例题解析** - **例题1**：涉及金属导体电阻率、半导体特性等内容，正确选项为CD。 - **例题2**：分析了温度变化对热敏电阻的影响，以及电路中电流的变化情况。 - **例题3**：通过温控电路的工作过程和计算，探讨了温度与电路工作状态的关系。 #### 五、总结 通过本章的学习，我们深入了解了传感器的基本原理、不同类型的传感器以及它们在实际生活中的广泛应用。同时，通过典型例题的解析，加深了对传感器工作原理的理解，并掌握了如何运用这些原理解决实际问题的能力。传感器技术的发展极大地推动了信息技术的进步，为我们的生活带来了极大的便利。