高中物理第三章傳感器第三節(jié)傳感器的應(yīng)用預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案粵教版選修3

1、高中物理第三章傳感器第三節(jié)傳感器的應(yīng)用預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案粵教版選修3 。 內(nèi)部文件，版權(quán)追溯 內(nèi)部文件，版權(quán)追溯 第三節(jié) 傳感器的應(yīng)用 【思維激活】 觀察生活中的自動(dòng)控制裝置中，那些地方用到了傳感器？ 提示：如自動(dòng)門、聲控開關(guān)、電飯煲等。 【自主整理】 原理及應(yīng)用：傳感器主要用在遠(yuǎn)距離控制或操作和自動(dòng)控制技術(shù)中，不同的傳感器有不同作用和應(yīng)用方法及應(yīng)用原理，但他們的應(yīng)用模式是大同小異的，一般是傳感器獲得 信號(hào) ，得到微弱的 電流 ，再經(jīng)過(guò) 放大電路 放大此電流，然后可以用指針式電表或液晶板等 顯示 測(cè)量的數(shù)據(jù)，也可用來(lái) 驅(qū)動(dòng) 繼電器或其它元件來(lái)執(zhí)行。 【高手筆記】 1.電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是感溫

2、鐵氧體，可以用收音機(jī)中的磁棒代替，這種磁棒也是鐵氧體，居里點(diǎn)也是比100略高一些。鐵氧體常溫有鐵磁性，溫度上升到103時(shí)，又失去鐵磁性，而當(dāng)溫度又下降時(shí)又恢復(fù)磁性，是鐵磁性從有到無(wú)，從無(wú)到有反復(fù)的統(tǒng)一的一個(gè)過(guò)程，溫度傳感器正是利用鐵氧體這一物性制成的。 學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用，首先必須理解傳感器的工作原理，其次還要清楚應(yīng)用實(shí)例的基本構(gòu)造，知道其中各部件包含的其他方面的知識(shí)理論，這樣才能很好地認(rèn)識(shí)傳感器在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用。 2.電熨斗在達(dá)到設(shè)定的溫度后，就不再升溫，是利用物體受熱會(huì)膨脹的原理，上面的金屬片溫度高于下面的金屬片溫度，形變量大，則它向下彎曲，觸點(diǎn)分開，從而起到切斷電源的作用。然而，當(dāng)溫度降

3、低時(shí)，金屬片又會(huì)收縮，當(dāng)恢復(fù)原狀時(shí)，兩觸點(diǎn)又接觸，從而接通電路，繼續(xù)加熱，保持溫度。 電熨斗中裝金屬片控制電路是利用物體熱脹冷縮的屬性，所以，制作傳感時(shí)必須要對(duì)元器件的特征要有明確的認(rèn)識(shí)。 3.電冰箱中的傳感器的主要元件是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，即它的阻值隨溫度的升高而減小，溫度的降低而增加。電冰箱工作時(shí)，傳感器都是通過(guò)cpv發(fā)出指令的。所以它是感知控制設(shè)備中不可缺少的元件。自動(dòng)控制系統(tǒng)要獲取的信息都要通過(guò)傳感器將其轉(zhuǎn)化為容易傳輸和處理的電信號(hào)。 【名師解惑】 1.如何理解電子秤的工作原理？ 剖析：電子秤是一種力傳感器的應(yīng)用實(shí)例。這種傳感器的工作原理如圖3-3-1所示，彈簧鋼片在的梁形元件右

4、端固定，在梁的上下表面各貼一個(gè)應(yīng)變片，在梁的自由端施力f，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應(yīng)變片的電阻變大，下表面的電阻變小。f 1 越大，彎曲形變?cè)酱?，?yīng)變片的阻值變化就越大。如果讓應(yīng)變片中通過(guò)的電流保持恒定，那么上面應(yīng)變片兩端的電壓變大，下面應(yīng)變片兩端的電壓變小，傳感器把這兩個(gè)電壓的差值輸出。外力越大，輸出電壓差值也就越大。 圖3-3-1 2.如何理解溫度傳感器在電飯鍋中的應(yīng)用？ 剖析：如圖3-3-2所示電飯鍋的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)開始煮飯時(shí)，壓下按鈕，使永磁體與感溫磁體接觸，接通電源，這時(shí)溫度低，感溫磁體有鐵磁性會(huì)與永磁體相互吸引，而不使電源斷開，當(dāng)飯煮熟后，水分被大米吸收，鍋底溫

5、度會(huì)達(dá)到“居里溫度”，此時(shí)感溫磁體磁性消失，永磁體將會(huì)與感溫磁體自動(dòng)分開，斷開電路，停止加熱。 圖3-3-2 【講練互動(dòng)】 例1.如圖3-3-3所示，甲為半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，乙為用此熱敏電阻和繼電器做的成的溫控電路，設(shè)繼電器的線圈電阻為rx=50，繼電器線圈中的電流大于或等于ic=20ma時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，左側(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為6v，內(nèi)阻可以不計(jì)，試問(wèn)溫度滿足什么條件時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光？ 圖3-3-3 解析：半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻具有溫度系數(shù)，即當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻反而減小，若熱敏電阻的阻值用rm表示，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，流過(guò)線圈的電流滿足i= ei

6、c時(shí)銜鐵被吸合，右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)亮，代入數(shù)據(jù)得rm250，根據(jù)圖中甲所 rm?rx示的圖象可知t50時(shí)，能夠滿足rm250。 2.如圖3-3-4所示為光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖，其中r1為光敏電阻，r2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是（ ） 圖3-3-4 a.當(dāng)有光照射r1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓 2 b.當(dāng)有光照射r1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓 c.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次 d.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次 解析：每當(dāng)光照射在光敏電阻r1上時(shí)，r1電阻變小，串聯(lián)電路中，r2上的電壓變大，即信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，a對(duì)，當(dāng)信號(hào)處理系統(tǒng)接收到一次高電壓，相應(yīng)計(jì)數(shù)

7、一次，所以此題選ad。 答案：ad 【變式訓(xùn)練】 1.如圖3-3-5所示，將萬(wàn)用電表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再把電表的兩只表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻rt的兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的中間，若往rt上擦一些酒精，表針將向_（填“左”或“右”）轉(zhuǎn)動(dòng)；若用吹風(fēng)機(jī)向rt吹熱風(fēng)，表針將向_（填“左”或“右”）轉(zhuǎn)動(dòng). 圖3-3-5 rt解析：熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料做成的，溫度升高時(shí)，其電阻減小，第一次擦上酒精，隨著酒精的蒸發(fā)溫度降低，其電阻增大，歐姆表指針向在偏；第二次是吹熱風(fēng)，溫度升高， 電阻減小，歐姆瑤池指針向右偏。 答案：左 右 2.一光敏電阻和一用電器串聯(lián)后接在一電源上，如圖3-3-6所示

8、。當(dāng)電路中的光敏電阻受到光照射時(shí)，用電器 正常工作；當(dāng)光敏電阻不受光照射時(shí)，阻值 ，電流 ，用電器 工作。 圖3-3-6 解析：一般光敏電阻的阻值不受光照射時(shí)是受光照射的1001000倍，電路中的光敏電阻受光照射時(shí)，電流相當(dāng)強(qiáng)，用電器可以正常工作，而光敏電阻不受光照射時(shí)，阻值增大，電流減弱，用電器停止工作。 答案：可以 增大 減小 停止 【體驗(yàn)探究】 【問(wèn)題】傳感器在機(jī)械杠桿秤電子化改造中的應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 【導(dǎo)思】把原來(lái)的杠桿式汽車秤改造為機(jī)電結(jié)合式電子汽車秤，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將具有現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)榫腿珖?guó)范圍來(lái)看，存在下列不可能短期改變的現(xiàn)狀： 【探究】（1）原已擁有大量的正常使用中的機(jī)械衡器，必要繼續(xù)保養(yǎng)維修使用下去，從經(jīng)濟(jì)能力考慮，不可能廢棄不用。 （2）機(jī)械秤一次投資少。例如一臺(tái)500kg的機(jī)械磅秤，售價(jià)是幾百元人民幣，而一臺(tái)電子衡器的價(jià)格為四五千元人民幣。 （3）對(duì)于發(fā)展中國(guó)家，電子衡器的制