1、3 .生活中的傳感器4.簡單的光控和溫控電路選學學習目標1 1 .了解傳感器在洗衣機、電冰箱、家用報警器中的應用.重點2 2 .了解簡單的光控和溫控電路的工作原理及敏感元件所起的作用.重點3 3 .理解傳感器的工作原理及敏感元件所起的作用.難點4 4 .自己設計簡單的自動限制電路.難點生活中的傳感器先填空1 1 . .洗衣機中的傳感器全自動洗衣機已經實現利用傳感器和電腦技術對洗滌全過程進行檢測和控制.近年來的模糊洗衣機中的傳感器大致有以下幾類：水位傳感器、負載量傳感器、水溫傳感器、布質傳感器、洗滌粉傳感器、臟污程度傳感器、脫水壓電傳感器,這些傳感器收集到的信息,經微電腦綜合推理判斷后,執行最正

2、確的工作程序.2 2 . .電冰箱中的傳感器電冰箱主要由何遂系統和限制系統兩大局部組成.限制系統主要包括：溫度知識脈絡自動限制、除霜溫度限制、過熱及過電流保護等.3 3 . .家用報警器(1)(1)居家生活中,煤氣泄漏會危及人身平安,需要加以防范.我們可以利用氣敏元件制作有害氣體報警器和可燃氣體報警器.(2)(2)有一種敲擊防盜報警器,它利用壓電式傳感器對門窗玻璃損毀產生反響,形成對報警裝置的啟動.還有一種沖擊防盜報警器,由沖擊傳感器和執行電路兩局部組成.4 4 .傳感器與人的感官(1)(1)光傳感器和由它制成的錄像頭和監控探頭,可以類比人的眼咆(2)(2)對有毒有害氣體進行監控的化學和生物傳

3、感器、相當于人的鼻和舌等嗅覺、味覺器官.(3)(3)力學和振動傳感器,以及溫度傳感器可以認為相當于人的觸覺器官,如手、足、皮膚等.(4)(4)聲傳感器相當于人的耳爰-在有些探測活動中,傳感器可以比人靈敏,或者可以報告更準確的結果、傳感器確實有“過人之處.再判斷(1)(1)無人治理的自動灌溉系統,用到了濕度傳感器.(,)(,)(2)(2)傳感器只能用于高端科技中,日常生活中的傳感器并不多見.(X)(X)(3)(3)電冰箱由制冷系統和限制系統組成,其中制冷系統是否工作是由限制系統決定的.(,)(,)后思考為什么說傳感器就像人的眼睛、耳朵？【提示】應從感知外界信息角度理解,人的眼睛、耳朵不斷為我們收

4、集外界信息,并通過神經系統將信號傳送到大腦,而傳感器的敏感元件也在感受外界的相關變化,并將其轉換為電信號,傳送給下一級裝置分析、執行.合作探討探討 1:1:火災探測器(如圖 3-3-13-3-1 所示)的核心元件為氣敏傳感器,當煙霧在空氣中的濃度超過設定值時,可以觸發報警,并對外發出聲光報警信號.此時傳感器是將什么量進行轉換的？圖 3-3-13-3-1【提示】傳感器是將煙霧產生的光學量轉換為電路的接通,從而對外發出聲光報警信號.探討 2:2:試討論電熨斗中的雙金屬片傳感器的工作原理.【提示】雙金屬片的上部和下部在受熱后膨脹情況不同,當溫度過高時,雙金屬片的上部膨脹大,下部膨脹小,雙金屬片向下彎

5、曲,使觸點別離,從而切斷電源,停止加熱；當溫度過低時,雙金屬片恢復原狀,使觸點接通,接通電源,核心點擊1 1 .傳感器與人感官的優缺點好多傳感器都能與人的感覺器官對號入座,但有些傳感器的測量內容,是人的整體感覺所作出的判斷,甚至有些傳感器能夠承當人的感官所做不到的任務,也有些傳感器比人的感覺靈敏度高、測量結果更客觀,或者能夠代替人去承當危及人的健康的任務.但人也有人的優勢.由于人的感官與大腦緊密聯系在一起,所以感知與分析判斷是融為一體的,得到的是綜合的信息,熟悉會更全面.而且人還可以聯想到環境狀況及歷史情況,再作出去偽存真的判斷分析.綜合與聯想是人的優勢.另外,人腦的學習及記憶對感官水平也有影

6、響.機器人要真正到達人類的智能水平并不是容易的事.2 2 . .與人類的五大感官相類比的傳感器光敏傳感器一一視覺；聲敏傳感器一一聽覺；氣敏傳感器一一嗅覺；化學傳感器一一味覺；壓敏、溫敏、流體傳感器一一觸覺.1.1.多項選擇電冰箱主要由制冷系統和限制系統兩大局部組成,在限制系統中,傳感器起著非常重要的作用.關于電冰箱中的傳感器,以下說法正確的選項是A.A.電冰箱中的溫控器是由溫度傳感器限制的B.B.電冰箱中的溫控器是由濕度傳感器限制的C.C.電冰箱由溫度傳感器限制制冷壓縮機的啟動與停止D.D.電冰箱由溫度傳感器限制除霜溫控器的啟動與停止【解析】電冰箱中溫度限制系統主要是溫度傳感器,與濕度無關.【

7、答案】ACDACD2 2 . .多項選擇為了保證汽車車輪在制動時不是完全剎死滑行,而是讓車輪仍有一定的滾動,我們用一個自動檢測車速的傳感器來限制車輪的轉動,其原理如圖3-3-23-3-2 所示鐵質齒輪 P P 與車輪同步轉動,右端是一個繞有線圈的磁體, ,以下說法正確的選項是【導學號：46042171460421713-3-23-3-2A.A.M M 是一個電流檢測器B.B.M M 是一個定值電阻C C.該傳感器是把運動情況轉化為電學物理量D.D.該傳感器是把運動情況轉化為力學物理量【解析】當車輪帶動齒輪轉動時,線圈中會有電流,這是由于輪齒靠近線圈時被磁化,使磁場增強,輪齒離開線圈時磁場減弱,

8、磁通量變化使線圈中產生了感應電流.將這個電流放大后去限制制動機構,可有效地預防車輪被制動抱死.所以,A,CA,C 兩項正確.【答案】ACAC3 3 .小強用恒溫箱進行實驗時,發現恒溫箱的溫度持續升高,無法自動限制.經檢查,恒溫箱的限制器沒有故障.參照圖 3-3-3,3-3-3,以下對故障判斷正確的選項是圖 3-3-33-3-3A.A.只可能是熱敏電阻出現故障8 8. .只可能是溫度設定裝置出現故障C.C.熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現故障D,D,可能是加熱器出現故障【解析】由恒溫箱原理圖可知,假設熱敏電阻出現故障或溫度設定出現故障都會向限制器傳遞錯誤信息,導致限制器發出錯誤指令,故 C C

9、正確,A A、B B 錯誤.假設加熱器出現故障,只有一種可能,即不能加熱,而題中加熱器一直加熱才會使溫度持續升高,故 D D錯誤.簡單的光控和溫控電路(選學)先填空1 1 . .光控自動照明電路(1)(1)電路原理圖(如圖 3-3-43-3-4 所示)圖 3-3-43-3-4功能利用當電阻作限制元件從而通過光線來實現自動限制,使電路在天亮時自動切斷,天黑時自動導通.(3)(3)調試將光敏電阻用黑紙包住使它不被光照亮,如果發光二極管不亮,那么調節電位器 RiRi, ,直到發光二極管發光為止.然后將包裹光敏電阻的黑紙翻開、 看它是否熄滅,如果此時發光二極管不熄滅,那么再調節電位器.反復使光敏電阻遮

10、光或見光,直到可以實現發光二極管在光敏電阻有光照時熄滅、無光照時發光為止.此時發光二極管就相當于一個由環境明暗變化而自動限制的燈.2 2 . .溫控電熨斗(1)(1)電路原理圖(如圖 3-3-53-3-5 所示)圖 3-3-53-3-5功能利用熱敏電阻作限制元件、從而使電熨斗的溫度在低于指定值時,電熱器供電加熱,否那么將電源關閉.(3)(3)調試室溫下,如果發光二極管不亮,那么調節電位器 Ri,Ri,直到發光二極管發光為止.然后將電烤燈通電并靠近熱敏電阻加熱,看它是否熄滅,如果此時發光二極管不熄滅,那么再調節電位器.反復將電烤燈靠近或遠離桃如阻,直到可以實現發光二極管在熱敏電阻溫度小!迎熄滅,

11、正常室溫時發光為止.再判斷自動照明電路實現路燈晚上亮,白天不亮,是利用光控電路來實現的.(,)(,)溫控電熨斗中用的敏感元件是熱敏電阻.(,)(,)后思考在蔬菜種植大棚中,人們需要限制光照強度、溫度、空氣濕度、空氣中的二哪些傳感器？它們的作用是什么?【提示】要用到光傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等；作用是：感受光強、溫度、濕度等.合作探討探討：某同學想把房間窗簾改成自動開啟、自動關閉的,他的設想是：白天房間要透光,也要預防太陽光直射室內,因此要用薄紗型的窗簾；黃昏太陽下山后,要用厚絨的窗簾,請你幫他設計電路,選購器材并連好電路圖.【提示】如下圖,白天光照很亮,照射到光敏限制器上,電阻很小,電流

12、較大,電磁鐵磁性較強,吸引銜鐵向下,使得觸點 b b、c c 接觸,電動機乙轉動,關閉薄紗窗簾,同時開啟厚絨窗簾；黃昏后光線很暗,光敏限制器接收光照少,電阻變大,電流很小,電磁鐵磁性非常弱,彈簧將銜鐵拉起,使 b b、a a 接觸,電動機甲轉動,拉開薄紗窗簾,同時關閉厚絨窗簾.核心點擊1 1 .傳感器的應用步驟物理傳感器是將所感受的物理量(如力、熱、光等)轉換為便于測量的電學量的器件.我們可以把傳感器的應用過程分為三個步驟：(1)(1)信息采集.(2)(2)信息加工、放大、傳輸.(3)(3)利用所獲得的信息執行某種操作.氧化碳濃度、土壤濕度等影響蔬菜生長的條件.問題：在蔬菜種植大棚中要用到2

13、2 . .分析傳感器問題要注意四點1 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 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律.3 3電路結構分析認真分析傳感器所在的電路結構,在熟悉常用電子元件工作特點的根底上,分析電路輸出信號與輸入信號間的規律.4 4執行機構工作分析傳感器的應用,不僅包含非電學量如何向電學量轉化的過程,還包含根據所獲得的信息限制執行機構進行工作的過程.以力傳感器為例：傳感器感受力的信息如大小、方向是否變化等后轉化為電壓、電流、電阻等電學量,然后經過放大,傳輸到執行機構進行某種操作如借助繼電器限制電

14、路通斷,借助儀表進行顯示等.以光傳感器為例：光傳感器感受光的信息如光的強弱、顏色等,通過敏感元件如光敏電阻、光電池等將光的信息轉化為電阻、電流等電學量,然后經過放大,傳輸到執行機構后執行某種操作.4 4 .如圖 3-3-63-3-6 所示為小型電磁繼電器的構造示意圖,其中 L L 為含鐵芯的線圈.P P 為可經 O O點轉動的鐵片,K K 為彈簧,S S 為一對觸頭,A A、B B、C C、D D 為四個接線柱.電磁繼電器與傳感器配合,可完成自動限制的要求.其工作方式是【導學號：4604217214604217213-3-63-3-6【解析】由圖可知 A A、B B 是電磁繼電器線圈,所以 A

15、 A、B B 應接信號電壓,線圈隨信號電壓變化使電磁繼電器相吸或排斥,從而使 C C、D D 接通或斷開,進而起到限制作用.所以選項 A A 正確.A.AA.A 與 B B 接信號電壓,C C 與 D D 可跟被控電路串聯B.B. A A 與 B B 接信號電壓,C.C. C C 與 D D 接信號電壓,C C 與 D D 可跟被控電路并聯A A 與 B B 可跟被控電路串聯D.CD.C 與 D D 接信號電壓,A A 與 B B 可跟被控電路并聯【答案】A A5 5 .傳感器擔負著信息的采集任務,在自動限制中發揮著重要作用,傳感器能夠將感受到的物理量(如溫度、光、聲等)轉換成便于測量的量(通

16、常是電學量).例如,熱敏傳感器主要是應用了半導體材料制成的熱敏電阻,其阻值隨溫度變化的圖線如圖 3-3-73-3-7 甲所示,圖乙是由熱敏電阻 R Rt作為傳感器制作的簡單自動報警器的線路圖,問：甲乙圖 3-3-73-3-7(1)(1)為了使溫度過高時報警鈴響,c c 應接在(選填aa或bb)點.(2)(2)假設使啟動報警的溫度提升些,應將滑動變阻器滑片 P P 向(選填“左或“右)移動.(3)(3)如果在調試報警器達最低報警溫度時,無論如何調節滑動變阻器滑片 P P都不能使報警器工作,且電路連接完好,各電路元件都能處于工作狀態,那么造成工作電路實際不能工作的原因可能是【解析】(1)(1)由圖

17、甲可知當溫度升高時 R Rt的阻值減小,通過線圈的電流變大,電磁鐵的磁場變強,對銜鐵的引力變大,可與 a a 點接觸,欲使報警器報警,c c 應接在 a a 點.(2)(2)假設使啟動報警的溫度提升些,可使電路的相對電流減小一些,以使得熱敏電阻 R Rt的阻值減小得更大一些,所以將滑動變阻器滑片 P P 向左移動,增大滑動變阻器接入電路的阻值.(3)(3)在調試報警器達最低報警溫度時,無論如何調節滑動變阻器滑片 P P 都不能使報警器工作,可能是通過線圈的電流太小,電磁鐵的磁場弱,對銜鐵的引力較小,也可能是彈簧的彈力較大,電磁鐵對銜鐵的引力不能將銜鐵吸引到和a a接觸的狀態,還可能是乙圖電源電壓太低或繼電器線圈匝數太少.【答案】(1)a(1)a(2)(2)左(3)(3)乙圖中的電源電壓太低或繼電器線圈匝數太少或彈簧勁度系數太大(任選一條)6 6 . .現有熱敏電阻、電熱絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關各一個,導線假設干,如圖 3-3-83-3-8 所示,試設計一個溫控電路.要求溫度低于某一溫度時,電熱絲自動通電供熱,超過某一溫度時,又可以自動斷電,畫出電路圖并說明工作過程.【導學號：4604217346042173圖 3-3-83-3-8【解析】熱敏電阻與滑動變阻器及電磁繼電器構成低壓限制電路,電路圖如下圖.工作過程：閉合開關 S,