物理粵教版學(xué)案第章第三節(jié)傳感器的應(yīng)用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精第三節(jié)傳感器的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1．認(rèn)識(shí)生產(chǎn)、生活與技術(shù)中的傳感器．2．知道傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與智能化．重點(diǎn)：傳感器的應(yīng)用．難點(diǎn)：傳感器的應(yīng)用．一、生活中的傳感器電飯煲、電冰箱、空調(diào)機(jī)等與溫度控制相關(guān)的家用電器都要用到溫度傳感器;自動(dòng)門(mén)、家電遙控器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器，均使用了紅外線(xiàn)傳感器；另外還有照相機(jī)中的光敏傳感器、家用便攜式電子秤的壓力傳感器等．二、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)控溫就是在傳感器的幫助下實(shí)現(xiàn)的；現(xiàn)代糧庫(kù)采用了溫度傳感器和濕度傳感器．三、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．四、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．預(yù)習(xí)交流試列舉傳感器在生活中的應(yīng)用．答案：溫度傳感器：用于冰箱、空調(diào)的自動(dòng)溫度控制、壓力傳感器，用于電子秤等．傳感器的應(yīng)用電熨斗在達(dá)到設(shè)定的溫度后就不再升溫，當(dāng)溫度降低時(shí)又會(huì)繼續(xù)加熱,使它總與設(shè)定的溫度相差不多．在熨燙不同的織物時(shí)，設(shè)定的溫度可以不同．電熨斗靠什么來(lái)自動(dòng)控制溫度？答案：靠雙金屬片溫度傳感器．加速度計(jì)是測(cè)定物體加速度的儀器．在現(xiàn)代科技中，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇或宇宙飛船等制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源．下圖為應(yīng)變式加速度計(jì)的示意圖．當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速計(jì)中的敏感元件也處于加速狀態(tài)．敏感元件由兩彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測(cè)系統(tǒng)固定在一起，敏感元件的下端可在滑動(dòng)變阻器R上自由滑動(dòng),當(dāng)系統(tǒng)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，敏感元件發(fā)生位移并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出．已知敏感元件的質(zhì)量為m，兩側(cè)彈簧的勁度系數(shù)均為k,電源電動(dòng)勢(shì)為E，電源內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總電阻值為R，有效長(zhǎng)度為l，靜態(tài)時(shí)輸出電壓為U0,試推導(dǎo)加速度a與輸出電壓U的關(guān)系式．答案:解析:設(shè)靜態(tài)時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片距左端為x，則敏感元件的輸出電壓為①再設(shè)系統(tǒng)向左加速時(shí)滑片右移Δx，則敏感元件的動(dòng)力學(xué)方程為2kΔx＝ma②此時(shí)敏感元件的輸出電壓為③聯(lián)立①②③三式可得．若U＞U0，系統(tǒng)的加速度方向水平向左；若U＜U0，系統(tǒng)的加速度方向水平向右．1．電熨斗的構(gòu)造如下圖所示常溫下，上、下觸點(diǎn)應(yīng)是接觸的,但溫度過(guò)高時(shí)，由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同，上層金屬膨脹大，下部金屬膨脹小，則雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，從而切斷電源,停止加熱．溫度降低后，雙金屬片恢復(fù)原狀，重新接通電路加熱,這樣循環(huán)進(jìn)行，起到自動(dòng)控制溫度的作用．2．不同的傳感器工作原理不同,但一般都是把其他物理量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的變化．3．在有關(guān)傳感器的計(jì)算中,往往涉及電路計(jì)算，應(yīng)注意歐姆定律的應(yīng)用．1．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．溫度傳感器答案：B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)．2．指紋識(shí)別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用（）．A．乘坐客車(chē)購(gòu)票時(shí)B．過(guò)公路收費(fèi)處時(shí)C．放學(xué)出校門(mén)口時(shí)D．開(kāi)銀行保險(xiǎn)柜時(shí)答案:D解析：指紋識(shí)別用于對(duì)特定人的身份識(shí)別，在具有特殊要求的場(chǎng)合應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，A、B、C三項(xiàng)不需要嚴(yán)格的身份驗(yàn)證，所以不必使用這一技術(shù)．3．下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是（）．A．電熨斗B．話(huà)筒C．電飯鍋D．測(cè)溫儀答案：B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(huà)筒把非電學(xué)量聲音轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，不要使用溫度傳感器．4．機(jī)器人通過(guò)哪種傳感器感知周?chē)h(huán)境，從而避開(kāi)障礙物（)．A．溫度傳感器B．壓力傳感器C．味覺(jué)傳感器D．視覺(jué)傳感器答案：D解析:機(jī)器人通過(guò)“眼睛”（攝像機(jī)）即視覺(jué)傳感器感知周?chē)拔?，從而避開(kāi)障礙物．5．圖甲為在溫度為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R1＝20kΩ，R2＝10kΩ,R3＝40kΩ,Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線(xiàn)如圖乙所示．當(dāng)a、b端電壓Uab＜0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開(kāi)關(guān)S接通,恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱,使箱內(nèi)溫度提高：當(dāng)Uab＞0時(shí)，