高中物理第三章傳感器第三節(jié)傳感器的應用預習導學案粵教版選修3

1、高中物理第三章傳感器第三節(jié)傳感器的應用預習導學案粵教版選修3 。 內部文件，版權追溯 內部文件，版權追溯 第三節(jié) 傳感器的應用 【思維激活】 觀察生活中的自動控制裝置中，那些地方用到了傳感器？ 提示：如自動門、聲控開關、電飯煲等。 【自主整理】 原理及應用：傳感器主要用在遠距離控制或操作和自動控制技術中，不同的傳感器有不同作用和應用方法及應用原理，但他們的應用模式是大同小異的，一般是傳感器獲得 信號 ，得到微弱的 電流 ，再經過 放大電路 放大此電流，然后可以用指針式電表或液晶板等 顯示 測量的數據，也可用來 驅動 繼電器或其它元件來執(zhí)行。 【高手筆記】 1.電飯鍋中溫度傳感器的主要元件是感溫

2、鐵氧體，可以用收音機中的磁棒代替，這種磁棒也是鐵氧體，居里點也是比100略高一些。鐵氧體常溫有鐵磁性，溫度上升到103時，又失去鐵磁性，而當溫度又下降時又恢復磁性，是鐵磁性從有到無，從無到有反復的統(tǒng)一的一個過程，溫度傳感器正是利用鐵氧體這一物性制成的。 學習傳感器的應用，首先必須理解傳感器的工作原理，其次還要清楚應用實例的基本構造，知道其中各部件包含的其他方面的知識理論，這樣才能很好地認識傳感器在生產技術中的應用。 2.電熨斗在達到設定的溫度后，就不再升溫，是利用物體受熱會膨脹的原理，上面的金屬片溫度高于下面的金屬片溫度，形變量大，則它向下彎曲，觸點分開，從而起到切斷電源的作用。然而，當溫度降

3、低時，金屬片又會收縮，當恢復原狀時，兩觸點又接觸，從而接通電路，繼續(xù)加熱，保持溫度。 電熨斗中裝金屬片控制電路是利用物體熱脹冷縮的屬性，所以，制作傳感時必須要對元器件的特征要有明確的認識。 3.電冰箱中的傳感器的主要元件是一個負溫度系數的熱敏電阻，即它的阻值隨溫度的升高而減小，溫度的降低而增加。電冰箱工作時，傳感器都是通過cpv發(fā)出指令的。所以它是感知控制設備中不可缺少的元件。自動控制系統(tǒng)要獲取的信息都要通過傳感器將其轉化為容易傳輸和處理的電信號。 【名師解惑】 1.如何理解電子秤的工作原理？ 剖析：電子秤是一種力傳感器的應用實例。這種傳感器的工作原理如圖3-3-1所示，彈簧鋼片在的梁形元件右

4、端固定，在梁的上下表面各貼一個應變片，在梁的自由端施力f，則梁發(fā)生彎曲，上表面拉伸，下表面壓縮，上表面應變片的電阻變大，下表面的電阻變小。f 1 越大，彎曲形變越大，應變片的阻值變化就越大。如果讓應變片中通過的電流保持恒定，那么上面應變片兩端的電壓變大，下面應變片兩端的電壓變小，傳感器把這兩個電壓的差值輸出。外力越大，輸出電壓差值也就越大。 圖3-3-1 2.如何理解溫度傳感器在電飯鍋中的應用？ 剖析：如圖3-3-2所示電飯鍋的結構示意圖，當開始煮飯時，壓下按鈕，使永磁體與感溫磁體接觸，接通電源，這時溫度低，感溫磁體有鐵磁性會與永磁體相互吸引，而不使電源斷開，當飯煮熟后，水分被大米吸收，鍋底溫

5、度會達到“居里溫度”，此時感溫磁體磁性消失，永磁體將會與感溫磁體自動分開，斷開電路，停止加熱。 圖3-3-2 【講練互動】 例1.如圖3-3-3所示，甲為半導體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，乙為用此熱敏電阻和繼電器做的成的溫控電路，設繼電器的線圈電阻為rx=50，繼電器線圈中的電流大于或等于ic=20ma時，繼電器的銜鐵被吸合，左側電源的電動勢為6v，內阻可以不計，試問溫度滿足什么條件時，電路右側的小燈泡會發(fā)光？ 圖3-3-3 解析：半導體材料制成的熱敏電阻具有溫度系數，即當溫度升高時，電阻反而減小，若熱敏電阻的阻值用rm表示，根據閉合電路歐姆定律可知，流過線圈的電流滿足i= ei

6、c時銜鐵被吸合，右側的小燈泡會發(fā)亮，代入數據得rm250，根據圖中甲所 rm?rx示的圖象可知t50時，能夠滿足rm250。 2.如圖3-3-4所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中r1為光敏電阻，r2為定值電阻，此光電計數器的基本工作原理是（ ） 圖3-3-4 a.當有光照射r1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓 2 b.當有光照射r1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓 c.信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數一次 d.信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數一次 解析：每當光照射在光敏電阻r1上時，r1電阻變小，串聯電路中，r2上的電壓變大，即信號處理系統(tǒng)獲得高電壓，a對，當信號處理系統(tǒng)接收到一次高電壓，相應計數

7、一次，所以此題選ad。 答案：ad 【變式訓練】 1.如圖3-3-5所示，將萬用電表的選擇開關置于“歐姆”擋，再把電表的兩只表筆與負溫度系數的熱敏電阻rt的兩端相連，這時表針恰好指在刻度盤的中間，若往rt上擦一些酒精，表針將向_（填“左”或“右”）轉動；若用吹風機向rt吹熱風，表針將向_（填“左”或“右”）轉動. 圖3-3-5 rt解析：熱敏電阻是用半導體材料做成的，溫度升高時，其電阻減小，第一次擦上酒精，隨著酒精的蒸發(fā)溫度降低，其電阻增大，歐姆表指針向在偏；第二次是吹熱風，溫度升高， 電阻減小，歐姆瑤池指針向右偏。 答案：左 右 2.一光敏電阻和一用電器串聯后接在一電源上，如圖3-3-6所示

8、。當電路中的光敏電阻受到光照射時，用電器 正常工作；當光敏電阻不受光照射時，阻值 ，電流 ，用電器 工作。 圖3-3-6 解析：一般光敏電阻的阻值不受光照射時是受光照射的1001000倍，電路中的光敏電阻受光照射時，電流相當強，用電器可以正常工作，而光敏電阻不受光照射時，阻值增大，電流減弱，用電器停止工作。 答案：可以 增大 減小 停止 【體驗探究】 【問題】傳感器在機械杠桿秤電子化改造中的應用的優(yōu)點是什么？ 【導思】把原來的杠桿式汽車秤改造為機電結合式電子汽車秤，在相當長的一段時間內將具有現實意義。因為就全國范圍來看，存在下列不可能短期改變的現狀： 【探究】（1）原已擁有大量的正常使用中的機械衡器，必要繼續(xù)保養(yǎng)維修使用下去，從經濟能力考慮，不可能廢棄不用。 （2）機械秤一次投資少。例如一臺500kg的機械磅秤，售價是幾百元人民幣，而一臺電子衡器的價格為四五千元人民幣。 （3）對于發(fā)展中國家，電子衡器的制