鲁科版选修32 5.3 大显身手的传感器 学案.docx

5.3大显身手的传感器 学案1.了解洗衣机控水装置的原理,了解压力传感器在生活中的应用。2.了解自动门的工作原理,体会红外传感器在生活中的应用。3.了解指纹识别器的原理,了解电容传感器在生活和生产中的应用。4.了解传感器在机器人中的应用和重要作用,进一步了解传感器在科技中的应用。1.洗衣机水位控制装置全自动洗衣机的水位控制装置中使用了传感器。2.自动门自动门使用了传感器。当有人接近自动门时,红外线传感器能接收人体发出的,产生电压输出信号;信号经过电路处理后,使定时器工作,从而驱动电路工作,完成自动关闭门的工作。3.指纹识别器有一种指纹识别器是通过电容传感器识别指纹的。该传感器表面集合了300300个电容器极板,其外表面是绝缘的。当用户的手指放在绝缘表面上时,皮肤就组成了电容阵列极板的另一面。由于指纹的脊和谷相对于另一极之间的不同,使电容阵列中不同位置的电容器的电容值也不相同。通过读取这些电容的差异,就能够获取指纹纹信息。4.传感器与机器人机器人是一种的电子机械装置。具有运动、感觉和判断功能。它由机械系统、传感器系统、信息处理和控制系统组成。其中传感器系统在其中起着非常重要的作用。主题1洗衣机水位控制装置传感器在自动控制装置中得到了广泛的应用,如全自动洗衣机的水位控制装置中就使用了传感器。根据教材中“自动洗衣机水位控制原理图”,说说它是如何控制水位的?主题2自动门的工作原理自动门被广泛应用在写字楼、宾馆的大门处。当人走进时,门会自动打开,好像“看”到了人走近,当人进入后,又自动关闭,好像“看”到人离开似的。原它们使用了传感器控制门的开、关。控制门开、关的是什么类型的传感器?你还知道哪些装置也使用了这种类型的传感器呢?它们是把什么信号转化为电信号?主题3指纹识别器人的指纹各不相同且终生基本不变,所以指纹成为识别身份的一种有效手段。有一种指纹识别器是通过电容传感器识别指纹的。请根据看过的有关影视作品或查阅相关知识,说说还有哪些识别身份的方法?主题4传感器与机器人机器人是如何“看”“听”和“感觉”外部世界的信息的呢?又是如何平衡自身的运动和调节运动方向和运动快慢的呢?1.电子秤使用的是()。a.超声波传感器b.温度传感器c.压力传感器d.红外线传感器2.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是()。a.红外报警装置b.走廊照明灯的声控开关c.自动洗衣机中的压力传感装置d.电饭煲中控制加热和保温的温控器3.传感器是把非电物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电量等)的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器,下列说法正确的是()。a.甲图中极板上的电荷量不变,若电压减少,可判断出h变小b.乙图中极板上的电荷量不变,若电压增加,可判断出变大c.丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极,则x变小d.丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极,则f变大4.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,在升降机中将重物放在压敏电阻上,压敏电阻接在如图甲所示的电路中,电流表示数变化如图乙所示,某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态,下列说法中正确的是()。a.0t1时间内,升降机一定匀速运动b.0t1时间内,升降机可能减速上升c.t1t2时间内,升降机可能匀速上升d.t1t2时间内,升降机可能匀加速上升拓展一力传感器的应用1.图示为大型电子地磅的电路图,电电动势为e,内阻不计,不称物体时,滑动变阻器的滑片p在a端,接入电路中有效电阻最大,电流较小;称重物时,在压力的作用下使滑片p下移,滑动变阻器有效电阻减小,电流增大。这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上,就可以读出被称物体的质量。若滑动变阻器上a、b间长度为l,最大阻值为r0,已知两弹簧的总弹力与形变量成正比,比例系数为k,试导出所称重物的重力g与电路中电流i的函数关系。拓展二电容式传感器2.图示是电容式话筒的示意图,它是利用电容器制成的传感器,话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压u,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,导致话筒所在电路中的其他量发生变化,使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因可能是电容器两极板间的()。a.距离变化b.正对面积变化c.介质变化d.电压变化参考答案知识体系梳理压力红外线红外线距离拟人化重点难点探究主题1向桶内注水时,气室内的气体压强增大,在压力的作用下传感器的膜片向上凸起。当筒内的水位到达设定的高度时,凸起的膜片使动触点a与静触点b脱离,并与静触点c接触,从而接通控制电路,关闭进水阀门,接通洗涤电。主题2控制门使用的是红外线传感器。应用举例红外线温度计,电视机遥控器,自动抽水厕所,自动出水的自动水龙头,洗手后的干水器,防盗报警器等。红外传感器是把光信号转换成了电信号。主题3通过声音识别,扫描眼睛瞳孔,dna身份鉴定等方式识别身份。主题4机器人的感觉器官是传感器。分为外部传感器和内部传感器。外部传感器用于感知外部工作环境和外界事物对机器人的刺激。视觉传感器(主要是摄像机)是机械人“眼睛”;超声波传感器、语音识别传感器是机器人的“耳朵”;温度传感器相当于机器人的“皮肤”内部传感器用于检测机器人自身的状态,如测量速度、精确定位和平稳运动等。基础智能检测1.c2.a3.bd4.b全新视角拓展1.2kl-eklir0【解析】设称重物g时弹簧的压缩量为x,由题意得g=kx此时,滑片p到b端的距离为l-x,滑动变阻器的有效电阻为rp=l-xlr0=r0-xlr0由欧姆定律有i=er0+(r0-xlr0)联立解得g=2kl-eklir0。2.a【解析】