高中物理 第三章 传感器 第三节 传感器的应用 第四节 用传感器制作自控装置学案 粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理学案VIP免费

第三节传感器的应用第四节用传感器制作自控装置[学习目标]1.了解传感器在生活和生产中的应用，尝试运用传感器的知识解释一些生活中的问题.2.了解传感器应用的一般模式.3.能设计简单的应用传感器的控制电路．一、传感器的应用[导学探究]日常生活中的传感器是一个大家族，也是我们的好朋友，假如没有这些传感器，将会给我们的生活带来诸多不便，请观察和思考一下，在生活中有哪些传感器？答案电冰箱、电熨斗、空调机中要用到温度传感器；自动门、家电遥控器、防盗报警器中要用到红外线传感器．[知识梳理]1．生活中的传感器电饭煲、电冰箱、微波炉、空调机、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要用到温度传感器；自动门、家电摇控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等，均使用了红外线传感器；另外还有照相机中的光敏传感器、家用便携式电子秤的压力传感器等．2．农业生产中的传感器无人管理的自动灌溉系统利用了湿度传感器；自动化温室种植中，温室的自动控温就是在温度传感器的帮助下实现的；现代粮库采用了温度传感器和湿度传感器．3．工业生产中的传感器生产安全中，如将一种埋入式光纤传感器安置在大桥或水坝中，随时可以监测大桥或水坝的裂痕等安全隐患；在自动控制系统中，如数控机床中的位移测量装置就是利用高精度位移传感器(如光栅传感器)进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工．4．飞向太空的传感器在运载火箭、载人飞船中，应用传感器供遥测和遥控系统使用；对宇航员各种生理状况的测量有生理传感器，如测量血压、心电图、体温等．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)电子秤使用了压力传感器．()(2)在电梯门口放置障碍物，电梯门会不停地开关，这是由于电梯门上有红外线传感器．()(3)酒精浓度检测器，使用了温度传感器．()答案(1)√(2)×(3)×二、用传感器制作自控装置[导学探究]城市里的路灯，能够在天暗时自动开启，而在天亮时，自动熄灭，你知道该自动控制电路中有什么传感器吗？答案光电传感器[知识梳理]课题：应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路图1实验器材二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG、电阻R(7.5MΩ)、灯泡L.实验原理由晶闸管VS与电灯L构成主回路，控制回路由R与RG组成的分压器及二极管VD构成，如图1所示．(1)当白天自然光线较强时，光敏电阻呈低电阻，与R分压后使晶闸管VS门电极处于低电平，VS关断．(2)当夜幕降临时，照在RG上的自然光线减弱，RG呈高阻，使VS的门电极处于高电平，VS获正向触发电压而导通，灯L亮．(3)改变R的阻值，即改变其与RG的分压比，可调整电路的起控点．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)随着科技的发展，传感器会应用在各行各业，生活的方方面面，可以完全取代人的作用．()(2)当路灯自动控制电路做好后，不能随意调整路灯点亮熄灭的起控点．()(3)路灯自动控制电路中的敏感元件是光敏电阻．()答案(1)×(2)×(3)√传感器的应用实例分析传感器应注意的四个分析：(1)检测量分析：要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等．(2)敏感元件分析：分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系．(3)电路分析：分析传感器所在的电路结构，分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响．(4)执行机构分析：分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程．例1(多选)为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图2所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3V，理想电流表的量程为0～0.6A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()图2A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1AC．当拉力为400N时，电流表指针指在0.3A处D．当拉力为400N时，电流表指针指在0.5A处答案ABC解析若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确；当拉环不受力时...