高中物理 第三章 第三节 传感器的应用 第四节 用传感器制作自控装置课件 粤教版选修32.ppt

第三节传感器的应用 第四节用传感器制作自控装置 知识点1生活中的传感器 1 温度传感器 电饭煲 电冰箱 微波炉 空调机 消毒 碗柜是与温度传感器有关的传感器的应用 2 红外线传感器 自动门 家电遥控器 防火报警器等是 与红外线传感器有关的传感器的应用 知识点2工农业生产及航空航天中的传感器1 自动灌溉系统利用湿度传感器 2 现代粮库利用温度和湿度传感器 3 工厂自动化生产线监控系统也是传感器的应用 4 在运载火箭 载人飞船等空间尖端科技领域应用了大量 的传感器供遥测和遥控系统使用 知识点3应用光敏电阻制作光控自动照明电路 如图3 3 1所示 白天 光强度较大 光敏电阻的电阻值较小 加在斯密特触发器a端的电压较低 则输出端y输出高电平 发光二极管led不导通 当天色暗到 图3 3 1 一定程度时 rg的阻值增大到一定值 斯密特触发器的输入端a的电压上升到某个值 1 6v 输出端y突然从高电平跳到低电平 则发光二极管led导通发光 相当于路灯亮了 这样就达到了使路灯天明熄灭 天暗自动开启的目的 要想在天更暗时路灯才会亮 应该把r1的阻值调大些 这样要使斯密特触发器的输入端a电压达到某个值 如1 6v 就需要rg的阻值达到更大 即天色更暗 例题 如图3 3 2所示的光控电路 用二极管led模仿路灯 rg为光敏电阻 r1的最大电阻为51k r2为330k 则 1 试分析此电路的工作原理 2 如果要使此路灯在天更暗时才会亮 应该怎样调节r1的阻值 并说明原理 图3 3 2 解析 1 白天 光强度较大 光敏电阻rg电阻值较小 加在斯密特触发器a端的电压较低 则输出端y输出高电平 发光二极管led不导通 当天色暗到一定程度时 rg的阻值增大到一定值 斯密特触发器的输入端a的电压上升到某个值 1 6v 输出端y突然从高电平跳到低电平 则发光二极管led导通发光 相当于路灯亮了 这样就达到了使路灯天明熄灭 天暗自动开启的目的 2 要使在天更暗时路灯才会亮 应该把r1的阻值调大些 这样要使斯密特触发器的输入端a电压达到某个值 如1 6v 就需要rg的阻值达到更大 即天色更暗 答案 见解析 1 在街旁的路灯 江海里的航标都要求在夜晚亮 白天熄 利用半导体的电学特性制成了自动点亮 熄灭的装置 实行了 自动控制 这是利用半导体的 b a 压敏性c 热敏性 b 光敏性d 三种特性都利用 题型1 温度传感器的应用 例题 图3 3 3是电饭煲的电路图 s1是一个控温开关 手动闭合后 当此开关温度达到居里点 103 时 会自动断开 s2是一个自动控温开关 当温度低于70 时 会自动闭合 温度高于80 时 会自动断开 红灯是加热时的指示灯 黄灯是保温时的指示灯 分流电阻r1 r2 500 加热电阻丝r3 50 两灯电阻不计 图3 3 3 1 分析电饭煲的工作原理 2 计算加热和保温两种状态下 电饭煲消耗的电功率之 比 3 简要回答 如果不闭合开关s1 能将饭煮熟吗 解析 电饭煲盛上食物后 接上电源 s2自动闭合 同时手动闭合s1 这时黄灯短路 红灯亮 电饭煲处于加热状态 加热到80 时 s2自动断开 s1仍闭合 水烧干后 温度升高到103 时 开关s1自动断开 这时饭已煮熟 黄灯亮 电饭煲处于保温状态 由于散热 待温度降至70 时 s2自动闭合 电饭煲重新加热 温度达到80 时 s2又自动断开 再次处于保温状态 3 如果不闭合开关s1 开始s2总是闭合的 r1被短路 功率为p1 温度上升到80 时 s2自动断开 功率降为p2 温度降低到70 s2自动闭合 温度只能在70 80 之间变化 不能把水烧开 不能煮熟饭 答案 1 见解析 2 12 1 3 见解析 关的特点 也就会分析电饭煲的工作原理了 应用电功率p u2r 求解时 必须是纯电阻电路 而题目中电路恰好就是 规律总结 分析电饭煲的工作原理 关键的地方一是控温开关s1 超过居里点会自动断开 二是s2自动控温开关低于70 时会自动闭合 高于80 时会自动断开 掌握了两个开 1 双选 关于电饭锅的说法正确的是 bd a 电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁b 铁氧体在常温下具有铁磁性 温度很高时失去铁磁性c 用电饭锅烧水 水开时能自动断电d 用电饭锅煮饭时 若温控开关自动断电后 它不能自动复位解析 电饭锅中的温度传感器是由氧化锰 氧化锌 氧化铁烧制而成 题型2 光传感器的应用 例题 如图3 3 4所示 m是一小型理想变压器 接线柱a b接在电压u 311sin314t v 的正弦交流电源上 变压器右侧部分为一火警报警系统原理图 其中r2为用半导体热敏材料制成的传感器 电流表a2为值班室的显示器 显示通过r1的电流 电压表v2显示加在报警器上的电压 报警器未画出 r3为一定值电阻 当传感器r2所在处出现火警时 以下说法中 正确的是 图3 3 4 a a1的示数不变 a2的示数增大b a1的示数增大 a2的示数增大c v1的示数增大 v2的示数增大d v1的示数不变 v2的示数减小 解析 出现火情时 环境温度升高 使得热敏电阻r2的电阻减小 但变压器输入电压没有变 v1示数不变 变压器的输出电压不变 但输出回路的总电阻减小 输出电流增大 r3两端电压增大 所以v2的示数减小 r1中电流减小 a2的示数减小 输出电流增大 匝数比不变 输入电流增大 a1的示数增大 答案 d 2 如图3 3 5所示是一火警报警器的部分电路示意图 其中r3为用半导体热敏材料制成的传感器 值班室的显示器为电路中的电流表 a b之间接报警器 当传感器r3所在处出现火情时 显示器的电流i 报警器两端的电压u的变化情况是 图3 3 5 a i变大 u变大b i变大 u变小c i变小 u变小d i变