8.3跨学科实践_传感技术（课件）教科版2025-2026学年九年级物理上册（34页PPT）

(课件网) 幻灯片 1：标题页 8.3 跨学科实践：传感技术 副标题：连接物理世界与数字智能的桥梁 授课对象：初中物理学生 授课时长：45 分钟 核心目标：了解传感技术的基本概念与组成，掌握常见传感器的工作原理，认识传感技术在跨学科领域的应用 幻灯片 2：导入 ——— 生活中的 “感知者” 无处不在的传感技术 智能手机的屏幕能感知触摸，自动调节亮度；手环能监测心率和步数，记录运动数据。 空调能检测室内温度自动启停，烟雾报警器能感知烟雾浓度及时报警。 自动驾驶汽车通过雷达和摄像头 “感知” 路况，实现自动避障。 思考问题：这些设备如何 “感知” 外界信息？传感技术背后融合了哪些学科知识？ 幻灯片 3：传感技术的基本概念 什么是传感技术？ 定义：传感技术是指通过特定装置（传感器）将外界的物理、化学、生物等非电信号转化为电信号（如电压、电流），并进行处理和应用的技术。 核心作用：实现对物理世界的 “感知”，是信息采集的关键技术，为智能决策提供数据支持。 跨学科特性：融合了物理学（力、热、光、电、磁）、化学（物质检测）、生物学（生物信号识别）、工程学（信号处理）等多学科知识。 幻灯片 4：传感器的组成与工作流程 从感知到输出的完整链条 传感器的基本组成 敏感元件：直接感受外界被测信号的部分（如温度计中的感温金属片）。 转换元件：将敏感元件感受到的非电信号转换为电信号的部分（如将温度变化转换为电阻变化）。 信号处理电路：对转换后的电信号进行放大、滤波等处理，输出便于应用的信号。 工作流程 外界信号 → 敏感元件感知 → 转换元件（非电→电） → 信号处理 → 输出电信号 → 应用（显示、控制、报警等） 幻灯片 5：基于物理原理的传感器（一） 力、热、光传感器 力传感器 工作原理：利用某些材料受力后电阻变化的特性（如金属应变片），将力信号转化为电信号。 应用：电子秤（测量重量）、汽车安全气囊（检测碰撞冲击力）、手机触摸屏（感知按压力度）。 温度传感器 工作原理：利用材料的电阻随温度变化的特性（如热敏电阻）或热电偶的温差电动势效应，将温度信号转化为电信号。 应用：空调温控器、体温计、冰箱温度监测、工业炉温控制。 光传感器 工作原理：利用半导体的光敏特性（如光电二极管、光敏电阻），将光信号（亮度、光强）转化为电信号。 应用：自动路灯（天黑自动开灯）、相机自动对焦、手机屏幕亮度调节、火灾报警器（红外探测）。 幻灯片 6：基于物理原理的传感器（二） 电、磁传感器 湿度传感器 工作原理：利用某些材料（如氯化锂）的电阻或电容随湿度变化的特性，将湿度信号转化为电信号。 应用：天气预报设备、加湿器自动控制、仓库湿度监测。 磁传感器 工作原理：利用霍尔效应（通电导体在磁场中受力产生电压）或磁电阻效应，将磁场信号转化为电信号。 应用：指南针（检测地磁场）、银行卡磁条读取、汽车转速表（检测齿轮磁场变化）。 幻灯片 7：基于化学与生物原理的传感器 物质与生命信号的检测 化学传感器 工作原理：利用待测物质与敏感材料的化学反应，引起电信号变化（如 pH 传感器检测溶液酸碱度）。 应用：水质监测仪（检测重金属含量）、酒精测试仪（检测血液酒精浓度）、气体报警器（检测燃气泄漏）。 生物传感器 工作原理：利用生物分子（如酶、抗体）与被测物质的特异性反应，将生物信号转化为电信号。 应用：血糖检测仪（检测血糖浓度）、心率监测手环（通过光电信号检测血液流动）、新冠病毒检测试剂盒。 幻灯片 8：传感技术在智能家居中的应用 让生活更便捷舒适 温度传感器：感知室内温度，联动空调自动调节制冷或制热。 光照传感器：检测室内光线强度，自动调节窗帘开合或灯光 ... ...