第3節(jié)《傳感器的應用》

一、生活中的傳感器一、生活中的傳感器一、生活中的傳感器二、工農業(yè)生產中的傳感器二、工農業(yè)生產中的傳感器二、工農業(yè)生產中的傳感器二、工農業(yè)生產中的傳感器三、飛向太空的傳感器三、飛向太空的傳感器知識點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．實例1：光敏電阻的應用（1）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；當天色暗到四、傳感器應用實例分析

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51kΩ，R2為330kΩ，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．三種特性都利用光控繼電器的工作原理是:當照射光敏電阻時,光敏電阻的阻值

(變大或變小)；電磁繼電器工作吸引銜鐵，被控電路

(填“接通”或“斷開”)。（2）光控設備的工作原理光敏電阻光照放大器銜鐵被控電路電源電磁繼電器開關2、熱敏電阻的應用

熱敏電阻的特性：電阻值隨溫度變化而變化，常見熱敏電阻在溫度高時電阻小，溫度低時電阻較大。非門電路火災報警電路熱敏電阻例題2，右圖為恒溫電路，由熱敏電阻構成的低壓門電路、電磁繼電器以及220V電熱絲三大部分組成，溫度低于某一溫度時，電爐絲自動通電供熱，超過某一溫度時，又可以自動斷電，從而將恒溫箱內的溫度控制在某一范圍內，連線完成電路圖并說明其工作原理．例3：圖是電飯煲的電路圖，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＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計．（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＝U2

R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，掌握了兩個開例題4.如圖所示，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（

）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?。甊1

中電流減小，A2

的示數減?。敵鲭娏髟龃螅褦当炔蛔?，輸入電流增大，A1的示數增大．答案：D例5．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3－3－5A．I變大，U變大B．I變大，U變小C．I變小，U變小D．I變小，U變大

解析：出現火情時，環(huán)境溫度升高，使得熱敏電阻R3

的電阻減小，R2

與R3

并聯，總電阻將變小，這部分獲得的電壓減小，即R2

兩端電壓減小，所以R2

電流減小即安培表讀數減小，外電路的總電阻減小，所以外電壓即報警器兩端的電壓減小，即C正確．

答案：C實例3、動圈式話筒工作原理：膜片在聲波下振動，使得與膜片相連的線圈中產生隨聲波變化的＿＿＿＿。例題6:(2003上海試題)唱卡拉OK用的話筒,內有傳感器.其中有一種是動圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當聲波使膜片前后振動時,就將聲音信號轉變?yōu)殡娦盘?下列說法正確的是()A.該傳感器是根據電流的磁效應工作的B.該傳感器是根據電磁感應原理工作的C.膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢4、電容式話筒工作原理：膜片在聲波下振動，使得膜片與固定電極間的＿＿不斷改變，致使電容器不斷進行充放電形成隨聲波變化的電流。例7：電容式話筒將聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因可能是容器兩板間的()A.距離變化B.正對面積變化C.介質變化D.電壓變化【例8】（上海高考題）如圖甲為在溫度為100C左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內的電阻R1=20kΩ，R2=10kΩ，R3=40kΩ，Rt為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示.當a、b端電壓Uab<0時，電壓鑒別器會令開關S接通，恒溫箱內的電熱絲發(fā)熱，使箱內溫度提高；當Uab>0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，恒溫箱內的溫度恒定在_________0C．例9：圖示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖。A為光源，