第五章傳感器5.1認(rèn)識(shí)傳感器目錄CONTENTS1

學(xué)習(xí)目標(biāo)2

新課導(dǎo)入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

當(dāng)堂小練1.了解傳感器，知道傳感器在生產(chǎn)生活等實(shí)踐活動(dòng)中有廣泛應(yīng)用.2.了解傳感器的基本組成部分和應(yīng)用的一般模式.

學(xué)習(xí)目標(biāo)

小盒子A的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān)。如果把磁體B放到盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁體移走，燈泡熄滅。盒子里有什么樣的裝置，才能出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？問(wèn)題：？新課導(dǎo)入

原來(lái)，小盒子中有一種叫作“干簧管”的元件（圖甲），它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，玻璃管內(nèi)封入了兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片。當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)（圖乙），兩個(gè)簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到開(kāi)關(guān)的作用，操縱開(kāi)關(guān)的是磁場(chǎng)這只看不見(jiàn)的“手”。干簧管是一種能夠感知磁場(chǎng)的傳感器。那么，到底什么是傳感器？想一想：一、神奇的傳感器1．傳感器：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信號(hào)輸出。2．傳感器是電子控制系統(tǒng)獲取外部信息的唯一途徑。3．傳感器的作用：獲得外界輸入信息，并將非電量信息轉(zhuǎn)成電信號(hào)輸出。新課講解下面我們來(lái)看幾個(gè)生活中的實(shí)例自動(dòng)門(mén)酒精濃度檢測(cè)人的感覺(jué)器官與傳感器的類(lèi)比思考與討論

傳感器的使用使我們的生活更加方便、安全和舒適。生活中，你還發(fā)現(xiàn)哪些地方使用了傳感器？

請(qǐng)你根據(jù)需要大膽地設(shè)想：在家里、學(xué)校和生活的社區(qū)，什么地方應(yīng)該安裝傳感器？

這些傳感器要起什么作用？二、傳感器的種類(lèi)各類(lèi)傳感器傳感器的分類(lèi)(按工作原理)及特點(diǎn)原理舉例特點(diǎn)物理傳感器利用物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng)感知并檢測(cè)出待測(cè)對(duì)象信息電容傳感器、電感傳感器，光電、壓電傳感器等品種多、應(yīng)用廣、發(fā)展快化學(xué)傳感器利用化學(xué)反應(yīng)識(shí)別和檢測(cè)信息氣敏傳感器、濕敏傳感器廣泛應(yīng)用于環(huán)保、火災(zāi)報(bào)警、醫(yī)療衛(wèi)生生物傳感器利用生物化學(xué)反應(yīng)識(shí)別和檢測(cè)信息組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶?jìng)鞲衅骱猩镔|(zhì)，專(zhuān)一性好，易操作、快速、準(zhǔn)確智能手機(jī)中的部分傳感器三、傳感器的組成與應(yīng)用模式傳感器的一般結(jié)構(gòu)熱電偶溫度計(jì)

敏感元件：是指能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)非電學(xué)量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的部分。它們分別完成檢測(cè)和轉(zhuǎn)換兩個(gè)基本功能。并不是所有傳感器都能夠明顯地區(qū)分敏感元件和轉(zhuǎn)換元件。如果敏感元件直接輸出的是電學(xué)量，它就同時(shí)兼為轉(zhuǎn)換元件。這種敏感元件和轉(zhuǎn)換元件二者合一的傳感器是很多的。如左圖的熱電偶溫度計(jì)。如何應(yīng)用從傳感器獲得的信號(hào)呢？可以用指針式電表或數(shù)字屏等顯示測(cè)量的數(shù)據(jù)；也可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器或其他元件，來(lái)執(zhí)行諸如打開(kāi)管道的閥門(mén)、開(kāi)通或關(guān)閉電動(dòng)機(jī)等動(dòng)作；還可以由計(jì)算機(jī)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)出更復(fù)雜的指令。傳感器的一般模式思考與討論

話(huà)筒是一種能夠?qū)⒙曇粜盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。圖乙是電容式話(huà)筒的組成結(jié)構(gòu)示意圖，話(huà)筒的振動(dòng)膜片涂有薄薄的金屬層，膜后相距幾十微米有一個(gè)金屬片（固定電極），它們構(gòu)成電容器的兩個(gè)極板。電容式話(huà)筒利用電容器的電容與極板間距離的關(guān)系來(lái)工作。你能根據(jù)它的工作過(guò)程說(shuō)說(shuō)各組成元件的作用嗎？電容式話(huà)筒科學(xué)漫步機(jī)器人

1920年，捷克斯洛伐克作家卡佩克在一部科幻小說(shuō)中構(gòu)思了一個(gè)機(jī)器人，名字叫Robot。它可以不吃飯，卻能不知疲倦地工作，展現(xiàn)了人類(lèi)持續(xù)多年的一種愿望。1947年，世界上第一個(gè)機(jī)器人在美國(guó)誕生。這是一臺(tái)為反應(yīng)堆搬運(yùn)核燃料的簡(jiǎn)單機(jī)器，代替人來(lái)從事危險(xiǎn)的工作。此后，由于現(xiàn)代制造業(yè)的需求，有關(guān)機(jī)器人的研究迅速發(fā)展起來(lái)。圖5.1-10是幾個(gè)機(jī)器人的實(shí)例。根據(jù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和功能，可以粗略地把它們分為三代。第一代機(jī)器人對(duì)外界沒(méi)有感覺(jué)，只能按照編好的程序，由內(nèi)部的計(jì)算機(jī)安排它的動(dòng)作，例如汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上用于點(diǎn)焊的機(jī)器人。第二代機(jī)器人有了感覺(jué)，它身上安裝的傳感器能起到人的感官的作用。例如，利用光傳感器能讓機(jī)器人沿著地面上畫(huà)出的白色軌跡運(yùn)動(dòng)；利用圖像傳感器能讓機(jī)器人產(chǎn)生視覺(jué)來(lái)識(shí)別燒杯和鐵塊，當(dāng)它的手拿著燒杯時(shí)，力傳感器產(chǎn)生觸覺(jué)會(huì)使它的手指感知壓力和滑動(dòng)，從而既能拿住又不會(huì)捏碎。第三代是智能機(jī)器人，是人們夢(mèng)寐以求的，也是當(dāng)前正在努力發(fā)展的。它以人工智能理論和現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠自主地從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，不斷完善自身的程序，增強(qiáng)自己的功能。

科學(xué)漫步機(jī)器人

機(jī)器人的種類(lèi)很多。應(yīng)用最廣泛的是工業(yè)機(jī)器人，它們能把人從繁重的體力勞動(dòng)和危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來(lái)，極大地提高了生產(chǎn)率。服務(wù)型機(jī)器人主要用于清潔、加油、導(dǎo)盲、搶險(xiǎn)等方面。它們通常具有一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，其上有操作臂，還安裝了觸覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)及超聲測(cè)距等傳感器，能夠識(shí)別周邊的環(huán)境、判斷自己的運(yùn)動(dòng)。醫(yī)療機(jī)器人是近些年來(lái)發(fā)展迅速的一個(gè)新領(lǐng)域。醫(yī)療機(jī)器人能夠幫助醫(yī)生做復(fù)雜的手術(shù)，減輕醫(yī)生的疲勞，保證手術(shù)的精確和成功?？臻g機(jī)器人是最復(fù)雜、最昂貴的機(jī)器人，用于探測(cè)太空，我國(guó)探月工程中使用的玉兔號(hào)巡視器（章首圖）就是一個(gè)典型代表。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)器人變得越來(lái)越“聰明”，它們是否有一天會(huì)完全取代人類(lèi)的工作？人類(lèi)的前途是否堪憂(yōu)？實(shí)際上，科技本身并沒(méi)有好壞之分，是人類(lèi)決定了如何去使用它。面對(duì)科技進(jìn)步，人類(lèi)應(yīng)該衡量和思考，該如何運(yùn)用這些技術(shù)才會(huì)對(duì)社會(huì)更有益，使世界變得更加美好。

科學(xué)漫步機(jī)器人1.傳感器：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于傳送和處理的可用信