高中物理 第三章 傳感器 第3節(jié) 傳感器的應用 第4節(jié) 用傳感器制作自控裝置課件 粵教版選修32.ppt

第三節(jié)傳感器的應用 第四節(jié)用傳感器制作自控裝置 知識點1生活中的傳感器 1 溫度傳感器 電飯煲 電冰箱 微波爐 空調機 消毒 碗柜是與溫度傳感器有關的傳感器的應用 2 紅外線傳感器 自動門 家電遙控器 防火報警器等是 與紅外線傳感器有關的傳感器的應用 知識點2工農業(yè)生產及航空航天中的傳感器1 自動灌溉系統(tǒng)利用濕度傳感器 2 現代糧庫利用溫度和濕度傳感器 3 工廠自動化生產線監(jiān)控系統(tǒng)也是傳感器的應用 4 在運載火箭 載人飛船等空間尖端科技領域應用了大量 的傳感器供遙測和遙控系統(tǒng)使用 知識點3應用光敏電阻制作光控自動照明電路 如圖3 3 1所示 白天 光強度較大 光敏電阻的電阻值較小 加在斯密特觸發(fā)器a端的電壓較低 則輸出端y輸出高電平 發(fā)光二極管led不導通 當天色暗到 圖3 3 1 一定程度時 rg的阻值增大到一定值 斯密特觸發(fā)器的輸入端a的電壓上升到某個值 1 6v 輸出端y突然從高電平跳到低電平 則發(fā)光二極管led導通發(fā)光 相當于路燈亮了 這樣就達到了使路燈天明熄滅 天暗自動開啟的目的 要想在天更暗時路燈才會亮 應該把r1的阻值調大些 這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端a電壓達到某個值 如1 6v 就需要rg的阻值達到更大 即天色更暗 例題 如圖3 3 2所示的光控電路 用二極管led模仿路燈 rg為光敏電阻 r1的最大電阻為51k r2為330k 則 1 試分析此電路的工作原理 2 如果要使此路燈在天更暗時才會亮 應該怎樣調節(jié)r1的阻值 并說明原理 圖3 3 2 解析 1 白天 光強度較大 光敏電阻rg電阻值較小 加在斯密特觸發(fā)器a端的電壓較低 則輸出端y輸出高電平 發(fā)光二極管led不導通 當天色暗到一定程度時 rg的阻值增大到一定值 斯密特觸發(fā)器的輸入端a的電壓上升到某個值 1 6v 輸出端y突然從高電平跳到低電平 則發(fā)光二極管led導通發(fā)光 相當于路燈亮了 這樣就達到了使路燈天明熄滅 天暗自動開啟的目的 2 要使在天更暗時路燈才會亮 應該把r1的阻值調大些 這樣要使斯密特觸發(fā)器的輸入端a電壓達到某個值 如1 6v 就需要rg的阻值達到更大 即天色更暗 答案 見解析 1 在街旁的路燈 江海里的航標都要求在夜晚亮 白天熄 利用半導體的電學特性制成了自動點亮 熄滅的裝置 實行了 自動控制 這是利用半導體的 b a 壓敏性c 熱敏性 b 光敏性d 三種特性都利用 題型1 溫度傳感器的應用 例題 圖3 3 3是電飯煲的電路圖 s1是一個控溫開關 手動閉合后 當此開關溫度達到居里點 103 時 會自動斷開 s2是一個自動控溫開關 當溫度低于70 時 會自動閉合 溫度高于80 時 會自動斷開 紅燈是加熱時的指示燈 黃燈是保溫時的指示燈 分流電阻r1 r2 500 加熱電阻絲r3 50 兩燈電阻不計 圖3 3 3 1 分析電飯煲的工作原理 2 計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下 電飯煲消耗的電功率之 比 3 簡要回答 如果不閉合開關s1 能將飯煮熟嗎 解析 電飯煲盛上食物后 接上電源 s2自動閉合 同時手動閉合s1 這時黃燈短路 紅燈亮 電飯煲處于加熱狀態(tài) 加熱到80 時 s2自動斷開 s1仍閉合 水燒干后 溫度升高到103 時 開關s1自動斷開 這時飯已煮熟 黃燈亮 電飯煲處于保溫狀態(tài) 由于散熱 待溫度降至70 時 s2自動閉合 電飯煲重新加熱 溫度達到80 時 s2又自動斷開 再次處于保溫狀態(tài) 3 如果不閉合開關s1 開始s2總是閉合的 r1被短路 功率為p1 溫度上升到80 時 s2自動斷開 功率降為p2 溫度降低到70 s2自動閉合 溫度只能在70 80 之間變化 不能把水燒開 不能煮熟飯 答案 1 見解析 2 12 1 3 見解析 關的特點 也就會分析電飯煲的工作原理了 應用電功率p u2r 求解時 必須是純電阻電路 而題目中電路恰好就是 規(guī)律總結 分析電飯煲的工作原理 關鍵的地方一是控溫開關s1 超過居里點會自動斷開 二是s2自動控溫開關低于70 時會自動閉合 高于80 時會自動斷開 掌握了兩個開 1 雙選 關于電飯鍋的說法正確的是 bd a 電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是氧化鐵b 鐵氧體在常溫下具有鐵磁性 溫度很高時失去鐵磁性c 用電飯鍋燒水 水開時能自動斷電d 用電飯鍋煮飯時 若溫控開關自動斷電后 它不能自動復位解析 電飯鍋中的溫度傳感器是由氧化錳 氧化鋅 氧化鐵燒制而成 題型2 光傳感器的應用 例題 如圖3 3 4所示 m是一小型理想變壓器 接線柱a b接在電壓u 311sin314t v 的正弦交流電源上 變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖 其中r2為用半導體熱敏材料制成的傳感器 電流表a2為值班室的顯示器 顯示通過r1的電流 電壓表v2顯示加在報警器上的電壓 報警器未畫出 r3為一定值電阻 當傳感器r2所在處出現火警時 以下說法中 正確的是 圖3 3 4 a a1的示數不變 a2的示數增大b a1的示數增大 a2的示數增大c v1的示數增大 v2的示數增大d v1的示數不變 v2的示數減小 解析 出現火情時 環(huán)境溫度升高 使得熱敏電阻r2的電阻減小 但變壓器輸入電壓沒有變 v1示數不變 變壓器的輸出電壓不變 但輸出回路的總電阻減小 輸出電流增大 r3兩端電壓增大 所以v2的示數減小 r1中電流減小 a2的示數減小 輸出電流增大 匝數比不變 輸入電流增大 a1的示數增大 答案 d 2 如圖3 3 5所示是一火警報警器的部分電路示意圖 其中r3為用半導體熱敏材料制成的傳感器 值班室的顯示器為電路中的電流表 a b之間接報警器 當傳感器r3所在處出現火情時 顯示器的電流i 報警器兩端的電壓u的變化情況是 圖3 3 5 a i變大 u變大b i變大 u變小c i變小 u變小d i變