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本章優(yōu)化總結(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建傳感器問(wèn)題具有涉及的知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)、能力要求高等特點(diǎn),而傳感器的形式又多種多樣,有的原理甚至較難理解.但不管怎樣,搞清傳感器的工作原理及過(guò)程是求解問(wèn)題的關(guān)鍵.因此,求解時(shí)必須結(jié)合題目提供的所有信息,認(rèn)真分析傳感器所在的電路結(jié)構(gòu),這樣才能對(duì)題目的要求作出解釋或回答.專(zhuān)題歸納整合專(zhuān)題1傳感器問(wèn)題中的物理思維方法1.確定傳感器所感受到的物理量傳感器所感受到的物理量有力、熱、磁、光、聲等.2.轉(zhuǎn)換電路把輸出轉(zhuǎn)換成電學(xué)量信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換元件把敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成電學(xué)量信號(hào),最后借助于轉(zhuǎn)換電路把電學(xué)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于處理、顯示、記錄或控制的量.一水平放置的圓盤(pán)繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),在圓盤(pán)上沿半徑開(kāi)有一條寬度為2mm的均勻狹縫,將激光器與傳感器上下對(duì)準(zhǔn),使二者間連線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行,分別置于圓盤(pán)的上下兩側(cè),且可以同步地沿圓盤(pán)半徑方向勻速移動(dòng),激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束,在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)狹縫經(jīng)過(guò)激光器與傳感器之間時(shí),傳感器接收到一個(gè)激光信號(hào),并將其輸入計(jì)算機(jī),經(jīng)處理后畫(huà)出相應(yīng)圖線(xiàn).圖5-1甲為該裝置示意圖,圖乙為所接收的光信號(hào)隨時(shí)間變化的圖線(xiàn),橫坐標(biāo)表示時(shí)間,縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號(hào)強(qiáng)度,圖中Δt1=1.0×10-3s,Δt2=0.8×10-3s.例1(1)利用圖乙中的數(shù)據(jù)求1s時(shí)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;(2)說(shuō)明激光器和傳感器沿半徑移動(dòng)的方向;(3)求圖乙中第三個(gè)激光信號(hào)的寬度Δt3.圖5-1(2)激光器和傳感器沿半徑由中心向邊緣移動(dòng)(理由為:由于脈沖寬度在逐漸變窄,表明光信號(hào)能通過(guò)狹縫的時(shí)間逐漸減少,即圓盤(pán)上對(duì)應(yīng)傳感器所在位置的線(xiàn)速度逐漸增加,因此激光器和傳感器沿半徑由中心向邊緣移動(dòng)).(3)設(shè)狹縫寬度為d,傳感器接收到第i個(gè)脈沖時(shí)距轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離為ri,第i個(gè)脈沖的寬度為Δti,激光器和傳感器沿半徑的運(yùn)動(dòng)速度為v.【答案】見(jiàn)解析【方法總結(jié)】此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)圖象提取信息以及明確傳感器的用途.各種傳感器廣泛應(yīng)用于人們的日常生活、生產(chǎn)中,如空調(diào)機(jī)、電冰箱、電飯煲、火災(zāi)報(bào)警器、路燈自動(dòng)控制器、電腦鼠標(biāo)器等.傳感器把所感受的非電學(xué)量(如力、熱、磁、光、聲等),轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的電壓、電流等電學(xué)量,與電路相結(jié)合達(dá)到自動(dòng)控制的目的.專(zhuān)題2自動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)中,排水電磁閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的.當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水程序時(shí),電磁鐵的線(xiàn)圈通電,使電磁鐵的鐵芯2動(dòng)作,牽引排水閥的活塞打開(kāi),排出污水.牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示.例2圖5-2當(dāng)程序控制器的控制電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí),線(xiàn)圈和鐵芯1產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的磁場(chǎng),使鐵芯2磁化,由于磁體相互作用,將鐵芯2吸入線(xiàn)圈,此時(shí)鐵芯2將拉動(dòng)閥門(mén)使閥門(mén)打開(kāi)排水.同樣,控制器不輸出控制電流時(shí),電磁鐵將失去磁性,彈簧(圖中未畫(huà))將鐵芯2拉回原位,從而關(guān)閉閥門(mén).想一想:(1)某時(shí)刻輸入控制電流時(shí),a為正,b為負(fù),則鐵芯2中A端和B端分別為什么磁極?(2)a、b處輸入的是正、負(fù)交變電流,鐵芯2是否仍然吸入線(xiàn)圈?與恒定電流相比會(huì)有什么不同?【解析】
(1)利用安培定則判斷,A端為S極,B端為N極.(2)仍能吸入線(xiàn)圈,因?yàn)殍F芯仍能被磁化,且磁化后的磁性總是與線(xiàn)圈要發(fā)生相吸的作用.但與恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相比,交變磁場(chǎng)強(qiáng)弱有變化,當(dāng)磁性減弱的時(shí)刻彈簧會(huì)將鐵芯2拉離線(xiàn)圈,因而會(huì)有振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲.【答案】見(jiàn)解析【方法總結(jié)】電路的自動(dòng)控制是傳感器實(shí)際應(yīng)用的組裝和調(diào)試,都必須在綜合運(yùn)用相關(guān)知
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