2017-2018學(xué)年高中物理第三章傳感器第3節(jié)傳感器的應(yīng)用學(xué)案粵教版選修3-2

1、第三節(jié)傳感器的應(yīng)用學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.列舉傳感器在日常生活中的應(yīng)用2列舉傳感器在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用3了解傳感器在航空航天事業(yè)中的應(yīng)用4理解常用傳感器的工作原理，會(huì)分析常見(jiàn)傳感器問(wèn)題(重點(diǎn)、難點(diǎn))生 活 中 的 傳 感 器eq avs4al(先填空)1溫度傳感器的應(yīng)用電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)機(jī)、消毒碗柜等與溫度相關(guān)的家用電器2紅外線控制器的應(yīng)用自動(dòng)門(mén)、家電遙控器、生命探測(cè)儀、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器等3光敏傳感器的應(yīng)用：照相機(jī)中4壓力傳感器的應(yīng)用：電子秤中eq avs4al(再判斷)1洗衣機(jī)的自動(dòng)控制裝置利用了壓力傳感器()2自動(dòng)門(mén)利用了紅外線傳感器()3指紋

2、識(shí)別器是利用壓力傳感器()eq avs4al(后思考)如圖331，壓力傳感器在全自動(dòng)洗衣機(jī)中實(shí)現(xiàn)了怎樣的信號(hào)轉(zhuǎn)化？其作用是什么？自動(dòng)洗衣機(jī)水位控制原理圖331【提示】傳感器的膜盒中的膜片受力大小不同，膜片凸起情況不同，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時(shí)凸起的膜片使動(dòng)觸點(diǎn)a與靜觸點(diǎn)b脫離，并與靜觸點(diǎn)c接觸，從而接通控制電路壓力傳感器將壓力這個(gè)力學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電路的通斷，相當(dāng)于電路中的開(kāi)關(guān)eq avs4al(合作探討)在機(jī)場(chǎng)的出入口等公共場(chǎng)所快速準(zhǔn)確地篩查體溫偏高的人員，應(yīng)用普通的體溫計(jì)不可能完成，現(xiàn)在用非接觸式測(cè)溫儀可以很好地完成檢測(cè)探討1：這種測(cè)溫儀利用了什么傳感器？【提示】紅外線傳感器由于物體的溫度不同，發(fā)

3、射紅外線的情況不同，因此利用紅外線敏感元件可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)溫探討2：這種測(cè)溫儀的優(yōu)點(diǎn)是什么？【提示】(1)非接觸式紅外測(cè)溫儀在測(cè)溫時(shí)不必與被測(cè)物體表面接觸(2)可立即顯示體溫值eq avs4al(核心點(diǎn)擊)1常見(jiàn)壓力傳感器的敏感元件是金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體力敏電阻2半導(dǎo)體力敏電阻的阻值隨壓力的增大而減小，常將力敏電阻與電流計(jì)串聯(lián)起來(lái)，壓力變化，力敏電阻變化，電流變化，把力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量1電子秤使用的傳感器是()A超聲波傳感器B溫度傳感器C壓力傳感器D紅外線傳感器【解析】電子秤通過(guò)感知物體對(duì)它的壓力，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并由儀表顯示，來(lái)測(cè)量物體質(zhì)量，所以它感知的是壓力，使用了壓力傳感器，故C選項(xiàng)正確

4、【答案】C2下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：97192120】A電熨斗B話筒C電飯鍋D測(cè)溫儀【解析】電熨斗、電飯鍋和測(cè)溫儀都是把非電學(xué)量溫度轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，都要使用溫度傳感器話筒把非電學(xué)量聲音轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，沒(méi)有使用溫度傳感器【答案】B3洗衣機(jī)中的水位控制裝置使用的是()A光傳感器B壓力傳感器C濕度傳感器D溫度傳感器【解析】當(dāng)洗衣機(jī)內(nèi)水位升高時(shí)，傳感器的膜片受到的壓力變大，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥門(mén)【答案】B傳感器在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和航天中的應(yīng)用eq avs4al(先填空)1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器無(wú)人管理的自動(dòng)灌溉系統(tǒng)利用了濕度傳感器；自動(dòng)化溫室種植中，溫室的自動(dòng)控溫就是在溫度傳感器的

5、幫助下實(shí)現(xiàn)的；現(xiàn)代糧庫(kù)采用了溫度傳感器和濕度傳感器2工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器生產(chǎn)安全中，如將一種埋入式光纖傳感器安置在大橋或水壩中，隨時(shí)可以監(jiān)控大橋或水壩的裂痕等安全隱患；在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置就是利用高精度位移傳感器(如光柵傳感器)對(duì)位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)精密加工3飛向太空的傳感器飛機(jī)保持一定飛行高度，當(dāng)飛機(jī)高度變化時(shí)，大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)自動(dòng)發(fā)出與給定高度的差值信號(hào)，并通過(guò)自動(dòng)駕駛儀操縱升降舵，使飛機(jī)恢復(fù)給定高度；在運(yùn)載火箭、載人飛船中，應(yīng)用了傳感器供遙測(cè)和遙控系統(tǒng)使用；對(duì)宇航員的各種生理狀態(tài)的測(cè)量有生理傳感器，如測(cè)量血壓、心電圖、體溫等eq avs4al(再判斷)1無(wú)人管理的自動(dòng)灌

6、溉系統(tǒng)，用到了溫度傳感器()2位移測(cè)量裝置用到了位移傳感器()eq avs4al(后思考)人類(lèi)發(fā)射的繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時(shí)都需要電能，所需要的電能都是由太陽(yáng)能電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽(yáng)能電池板總是對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，為達(dá)到這一要求應(yīng)利用哪種傳感器來(lái)感知太陽(yáng)方位？【提示】光傳感器eq avs4al(核心點(diǎn)擊)1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器(1)濕度傳感器可用來(lái)判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動(dòng)供水或停水(2)溫度傳感器和濕度傳感器可對(duì)上百個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度和濕度監(jiān)測(cè)由于有了十分先進(jìn)可靠的測(cè)試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象2工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器生產(chǎn)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化用機(jī)器人、自動(dòng)化小車(chē)、自動(dòng)機(jī)床、各種自動(dòng)生

7、產(chǎn)線或者系統(tǒng)來(lái)代替人完成加工、裝配、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等工作各種傳感器使生產(chǎn)的自動(dòng)運(yùn)行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等3飛向太空的傳感器在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，傳感器應(yīng)用得較早，也應(yīng)用得較多在運(yùn)載火箭、載人飛船中，都應(yīng)用了大量的傳感器供遙測(cè)和遙控系統(tǒng)使用這些傳感器對(duì)控制航天器的姿態(tài)、接收和發(fā)送信息、收集太空數(shù)據(jù)等都有重要作用在載人飛船中還使用一類(lèi)測(cè)量航天員各種生理狀況的生理傳感器，如測(cè)量血壓、心電圖、體溫等4類(lèi)人型機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會(huì)自動(dòng)避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說(shuō)法中正確的是(

8、) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：97192121】A是力傳感器B是光傳感器C是溫度傳感器D是聲音傳感器【解析】遇到障礙物會(huì)繞開(kāi)，說(shuō)明它是光傳感器，B對(duì)，A、C、D錯(cuò)【答案】B5如圖332甲所示為在溫度為10 左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻R120 k、R210 k、R340 k，RT為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示，a、b端電壓Uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接觸，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)a、b端電壓Uab0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度可保持在()圖332A10 B20 C30 D45 【解析】由題可知Uab0是一個(gè)電壓的臨界點(diǎn)，對(duì)應(yīng)著開(kāi)關(guān)S的動(dòng)作，而開(kāi)關(guān)的動(dòng)作對(duì)應(yīng)著溫度的上升或下降由電路圖可知，在R1、R2、R3給定的條件下，熱敏電阻RT的阻值決定了Uab的正負(fù)設(shè)電源負(fù)極的電勢(shì)為零，則aeq f(R2,R1R2)U，beq f(RT,R3RT)U，其中U為電源的路端電壓，令ab，即Uab0，則可得eq f(