高中物理 第6章 傳感器 2 傳感器的應(yīng)用課件 新人教版選修3-2

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1、2傳感器的應(yīng)用 學(xué) 基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué) 一、傳感器工作的一般模式 1力傳感器的應(yīng)用電子秤常用的力傳感器是由_和_組成的應(yīng)變片是一種敏感元件,現(xiàn)多用_材料制成2溫度傳感器的應(yīng)用電熨斗雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的_電熨斗中雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)_下層金屬二、傳感器的應(yīng)用實例金屬梁應(yīng)變片半導(dǎo)體通斷大于 3溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋電飯鍋中應(yīng)用了_傳感器,它的主要元件是_,這種材料的特點(diǎn)是:_下有鐵磁性,能被磁體吸引,但是溫度上升到約103 時,就失去鐵磁性, 不能被磁體吸引了這個溫度在物理學(xué)中稱為該材料的“_”或“_”溫度感溫鐵氧體常溫居里溫度居里點(diǎn) 二極管 擋板 講 要點(diǎn)例析 1分析思路物理傳感器是

2、將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉(zhuǎn)換為便于測量的電學(xué)量的器件我們可以把傳感器的應(yīng)用過程分為三個步驟:(1)信息采集(2)信息加工、放大、傳輸(3)利用所獲得的信息執(zhí)行某種操作 傳感器問題的分析 2分析傳感器問題要注意四點(diǎn)(1)感受量分析要明確傳感器所感受的物理量,如力、熱、光、磁、聲等(2)輸出信號分析明確傳感器的敏感元件,分析它的輸入信號及輸出信號,以及輸入信號與輸出信號間的變化規(guī)律 (3)電路結(jié)構(gòu)分析認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu),在熟悉常用電子元件工作特點(diǎn)基礎(chǔ)上,分析電路輸出信號與輸入信號間的規(guī)律(4)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作分析傳感器的應(yīng)用,不僅包含非電學(xué)量如何向電學(xué)量轉(zhuǎn)化的過程,還包含根據(jù)所獲得

3、的信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作的過程 自己設(shè)計一個以熱敏電阻為傳感器的簡易自動報警器,當(dāng)溫度過高時,小燈泡亮或響鈴報警,所用的實驗器材可能有電磁繼電器、電鈴、小燈泡、熱敏電阻、干電池、滑動變阻器、開關(guān) 解析:實驗電路圖如圖所示:當(dāng)溫度升高時,熱敏電阻的阻值減小,通過電磁繼電器螺線管的電流增大,磁性增強(qiáng),吸下金屬片,觸點(diǎn)接通,燈泡亮或電鈴響,起到報警作用通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,可以達(dá)到調(diào)節(jié)報警溫度的目的答案:見解析 傳感器的一般應(yīng)用模式傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(一般是電學(xué)量)的一類元件其工作過程是:通過對某一物理量敏感的元件,將感受到的物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于

4、測量的量,一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路三個部分組成,如圖所示 解析:恒溫箱內(nèi)溫度持續(xù)升高,說明加熱器沒損壞;無法自動控制,而經(jīng)檢查控制器又沒有故障,說明控制器沒問題;熱敏電阻或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障都能使溫度持續(xù)升高,故C正確答案:C 傳感器的應(yīng)用 (1)分析電飯煲的工作原理(2)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下,電飯煲消耗的電功率之比(3)簡要回答,如果不閉合開關(guān)S1能將飯煮熟嗎?S1和S2都斷開時,加熱電阻絲R3兩端電壓不到電源電壓的五分之一,熱功率很小 解析:(1)電飯煲盛上食物后,接上電源,S2自動閉合,同時手動閉合S1,這時黃燈短路,紅燈亮,電飯煲處于加熱狀態(tài)加熱到80 時,S2自動斷開

5、,S1仍閉合;溫度升高到103 時,開關(guān)S1自動斷開,這時飯已煮熟,黃燈亮,電飯煲處于保溫狀態(tài)由于散熱,待溫度降至70 時,S2自動閉合,電飯煲重新加熱,溫度達(dá)到80 時,S2又自動斷開,不再加熱可見,S2自動開關(guān)起自動保溫的作用 (3)如果不閉合開關(guān)S1,開始S2總是閉合的,R1被短路,功率為P1,溫度上升到80 時,S2自動斷開,功率降為P2,溫度降低到70 ,S2自動閉合,重復(fù)上述過程溫度只能在70 80 之間變化,不能煮熟飯答案:(1)見解析(2)12 1(3)見解析 解析:本題是課本中學(xué)習(xí)的溫度傳感器的應(yīng)用電飯鍋的原理答案:ACD 【點(diǎn)撥】1.常溫下,上、下觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)接觸當(dāng)溫度過高時,

6、雙金屬片的上下層金屬的膨脹系數(shù)不同,上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬的膨脹系數(shù),上層金屬向下彎曲,從而使上、下觸點(diǎn)分離2通過調(diào)溫旋鈕來調(diào)節(jié)升降螺絲的升降來實現(xiàn)不同溫度的設(shè)定,如需設(shè)定的溫度較高,則應(yīng)使升降螺絲下降;反之升高 思考與討論教材P591開始煮飯時為什么要壓下開關(guān)按鈕?手松開后這個按鈕是否會恢復(fù)到原來的狀態(tài)?為什么?2煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)是否會大致保持一定的溫度?為什么?3飯熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度會有什么變化?這時電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作?4如果用電飯鍋燒水,能否在水沸騰后自動斷電? 【點(diǎn)撥】1.煮飯時壓下開關(guān)按鈕,感溫鐵氧體與永磁體相吸引結(jié)合在一起,觸點(diǎn)相接,電路接通,開始加

7、熱;手松開后,由于鍋內(nèi)的溫度較低,感溫鐵氧體與磁體相互吸引而不能使按鈕恢復(fù)到原來的狀態(tài)2會,煮飯時水沸騰后鍋內(nèi)的溫度基本保持在水的沸點(diǎn)溫度3飯熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度會升高,當(dāng)溫度上升到“居里溫度”(約103 )時,感溫鐵氧體失去磁性,永磁體與之分離開關(guān)自動斷開,且不能自動復(fù)位4如果用電飯鍋燒水,水沸騰后水溫保持在100 ,不會再升高,故不能自動斷電 練 隨堂演練 1關(guān)于傳感器的作用,下列說法正確的有()A通常的傳感器可以直接用來進(jìn)行自動控制B傳感器可以用來采集信息C傳感器可以將感受到的一些信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)量D傳感器可以將所有感受到的信號都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量解析:傳感器是將感受的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為

8、電學(xué)量的儀器,不同的傳感器感受不同的信號,B、C對答案:BC 2用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程,實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程下列屬于這類傳感器的是() A紅外報警裝置B走廊照明燈的聲控開關(guān)C自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器解析:紅外報警裝置是光傳感器;走廊照明燈的聲控開關(guān)是聲傳感器;自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置是力傳感器;電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器是溫度傳感器答案:A 解析:當(dāng)有光照射R1時,電阻減小,處理系統(tǒng)獲得高電壓;信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次答案:AD C發(fā)生火災(zāi)時,進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用,部分光線照到光電三極管上,電阻變小,發(fā)出

9、警報D以上說法均不正確解析:由報警器的原理可知,發(fā)生火災(zāi)時煙霧進(jìn)入罩內(nèi),使光發(fā)生散射,部分光線照在三極管上電阻變小,與傳感器相連的電路檢測出這種變化,發(fā)出警報,C對答案:C 解析:常溫工作時,上下觸點(diǎn)是接通的,當(dāng)溫度升高時,上層金屬片形變大,向下變曲,切斷電源,切斷溫度要升高則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些,A、B、D對,C錯答案:ABD 6試說明下列各種場合分別選用了怎樣的傳感器:(1)普通電冰箱中的自動溫度控制電路;(2)馬路兩側(cè)的路燈控制電路;(3)氣墊導(dǎo)軌上用的光電門;(4)樓梯燈控制電路;(5)賓館的自動門;(6)話筒;(7)非接觸式體溫計;(8)遙控電視機(jī)的接收器 答案:(1)普通電冰箱中的自動溫度控制電路主要應(yīng)用了溫度傳感器;(2)馬路兩側(cè)的路燈控制電路主要應(yīng)用了光傳感器;(3)氣墊導(dǎo)軌上用的光電門主要應(yīng)用了光傳感器;(4)樓梯燈控制電路主要應(yīng)用了光傳感器、聲傳感器;(5)賓館的自動門主要應(yīng)用了光(紅外線)傳感器;(6)話筒主要應(yīng)用了聲傳感器;(7)非接觸式體溫計主要應(yīng)用了光(紅外線)傳感器;(8)遙控電視機(jī)的接收器主要應(yīng)用了光(紅外線)傳感器 謝謝觀看!

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