《大顯身手的傳感器》參考課件1

第3節(jié)大顯身手的傳感器一、洗衣機水位控制系統(tǒng)全自動洗衣機的水位控制裝置使用了

傳感器．當水位達到設定的高度時自動

進水電磁閥門，

洗滌電動機電源．壓力關閉接通2．自動門工作流程1．控制自動門開關的是一種

傳感器．二、自動門紅外線三、指紋識別器指紋識別器是通過

傳感器來識別指紋的．手指皮膚與電容傳感器表面構成了

，由于指紋的凹凸導致不同位置的電容差異．電容電容陣列四、傳感器與機器人1．機器人傳感器的分類機器人傳感器分為

傳感器和

傳感器．外部內部2．傳感器用途(1)

傳感器用于感知外部

和外界事物對機器人的

．使機器人擁有類似人的、

、觸覺、嗅覺、味覺等感覺，從而使機器人具有擬人化的特點．(2)

傳感器(如角度傳感器、

等)，用于檢測機器人的

．注意：在自動控制系統(tǒng)中傳感器主要用來檢測精確數(shù)據(jù)，檢測是自動控制的首要環(huán)節(jié)．外部工作環(huán)境刺激聽覺內部狀態(tài)關節(jié)傳感器一、傳感器與自動控制的設計傳感器在自動控制系統(tǒng)中有著廣泛的應用，小到兒童玩具，大到宇宙飛船，傳感器的身影隨處可見，如果讓我們來設計一個自動控制裝置，應如何設計呢？1．要明確設計意圖，弄清控制條件和相應的自動控制原理．2．要明確應選用哪種傳感器，該傳感器怎樣感知控制條件及怎樣轉化為電學量輸出．3．選用什么樣的執(zhí)行機構，該執(zhí)行機構怎樣執(zhí)行自動控制．4．采用什么樣的電路來實現(xiàn)自動控制，總之要明確傳感器應用的一般流程：1．應用傳感器設計自動控制電路時，經(jīng)常要用到電磁繼電器來實現(xiàn)電路的通斷．電磁繼電器由兩個電路構成，電路1為線圈與控制信號構成的電路，通過線圈的電流大小決定了線圈磁性的強弱．電路2為電磁繼電器的銜鐵所參與的電路，即被控電路，當線圈對銜鐵的吸引力發(fā)生變化時，銜鐵的位置發(fā)生變化，從而控制電路的接通或斷開．2．在自動控制電路中，控制電路和被控電路可以分別設計，最后再把二者結合起來．特別提醒二、對機器人的進一步認識1．機器人的構成機器人主要包括三個部分：環(huán)境信息采集部分(相當于人的感覺器官)、環(huán)境識別和動作控制部分(相當于人的大腦)、動作部分(相當于人的手、腳等)．2．機器人的感覺傳感器是機器人的感覺器官，外部傳感器用于感知外部工作環(huán)境和外界事物對機器人的刺激，各種傳感器與機器人的感覺的對應關系如下表：感覺所用傳感器效果當前發(fā)展水平視覺視覺傳感器(攝像機)使機器人擁有人眼的視覺功能離自然人的視覺水平相差甚遠聽覺超聲波傳感器語音識別裝置使機器人擁有類似人耳的聽覺功能能理解一些簡單的語句，不能真正實現(xiàn)人機對話嗅覺氣體傳感器使機器人擁有類似人鼻的功能只能識別有限的幾種氣體，一般機器人沒有嗅覺觸覺壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器使機器人擁有類似人的皮膚和手的功能發(fā)展水平較高，雖不如人的感覺敏銳，但能完成大部分要求感覺所用傳感器效果當前發(fā)展水平機器人的發(fā)展方向是高度擬人的人工智能機器人；但目前的電腦運算能力、傳感器制造技術等均相距甚遠．特別提醒如圖5－3－1是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點(103℃)時，會自動斷開．S2是一個自動控溫開關，當溫度低于70℃時，會自動閉合；溫度高于80℃時，會自動斷開．紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈．分流電阻R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計．課堂互動講練類型一傳感器與自動控制例1(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S1，能將飯煮熟嗎？圖5－3－1【思路點撥】知道溫控開關S1的特點，再結合電路可分析此類問題．【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，S1仍閉合；當溫度升高到103℃時，開關S1自動斷開，這時飯已煮熱，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，溫度達到80℃時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)．(3)如果不閉合開關S1，開始S2總是閉合的，R1被短路，功率為P1，當溫度上升到80℃時，S2自動斷開，功率降為P2，溫度降低到70℃，S2自動閉合……溫度只能在70℃～80℃之間變化，不能把水燒開，不能煮熟飯．【答案】見解析【點評】本題是關于電飯煲的自動控溫開關，自動控溫開關也是一種溫度傳感器，要能根據(jù)電路的串并聯(lián)規(guī)律找到自動控制溫度的原理．1.如圖5－3－2所示為小型電磁繼電器的構造示意圖，其中L

為含鐵芯的線圈，P為可繞O點轉動的鐵片，K為彈簧，S為一對觸頭，A，B，C，D為四個接線柱．電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動控制的要求．其工作方式是(

)變式拓展圖5－3－2A．A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路串聯(lián)B．A與B接信號電壓，C與D可跟被控電路并聯(lián)C．C與D接信號電壓，A與B可跟被控電路串聯(lián)D．C與D接信號電壓，A與B可跟被控電路并聯(lián)解析：選A.由圖可知A，B與電磁繼電器線圈相連，所以A，B應接信號電壓，控制電磁繼電器工作與否，從而使C，D接通或斷開，進而起到控制作用．機器人可以通過外部傳感器來感知外部工作環(huán)境和外界事物，下列說法有誤的是(

)A．溫度傳感器讓其感知溫度變化，此傳感器是熱敏電阻，阻值一定隨溫度升高而減小B．光電傳感器可以作為眼睛，此傳感器若是光敏電阻，阻值一定隨光亮度增加而減小C．超聲波傳感器可以作為耳朵，讓其聽到常人聽不到的聲音D．壓力傳感器可以使其有“手感”類型二傳感器與機器人【思路點撥】根據(jù)機器人的構成及感覺的形成分析．【解析】熱敏電阻分為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負溫度系數(shù)熱敏電阻，正溫度系數(shù)熱敏電阻隨溫度的升高而減小，選項A錯誤．光敏