高中物理第三章传感器第3节传感器的应用学案粤教版选修.docx

第三节传感器的应用学 习 目 标知 识 脉 络1.列举传感器在日常生活中的应用2列举传感器在农业生产和工业生产中的应用3了解传感器在航空航天事业中的应用4理解常用传感器的工作原理，会分析常见传感器问题(重点、难点)生 活 中 的 传 感 器1温度传感器的应用电饭煲、电冰箱、微波炉、空调机、消毒碗柜等与温度相关的家用电器2红外线控制器的应用自动门、家电遥控器、生命探测仪、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等3光敏传感器的应用：照相机中4压力传感器的应用：电子秤中1洗衣机的自动控制装置利用了压力传感器()2自动门利用了红外线传感器()3指纹识别器是利用压力传感器()如图331，压力传感器在全自动洗衣机中实现了怎样的信号转化？其作用是什么？自动洗衣机水位控制原理图331【提示】传感器的膜盒中的膜片受力大小不同，膜片凸起情况不同，当压力达到一定程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，从而接通控制电路压力传感器将压力这个力学信号转化成电路的通断，相当于电路中的开关在机场的出入口等公共场所快速准确地筛查体温偏高的人员，应用普通的体温计不可能完成，现在用非接触式测温仪可以很好地完成检测探讨1：这种测温仪利用了什么传感器？【提示】红外线传感器由于物体的温度不同，发射红外线的情况不同，因此利用红外线敏感元件可以实现无接触测温探讨2：这种测温仪的优点是什么？【提示】(1)非接触式红外测温仪在测温时不必与被测物体表面接触(2)可立即显示体温值1常见压力传感器的敏感元件是金属应变片和半导体力敏电阻2半导体力敏电阻的阻值随压力的增大而减小，常将力敏电阻与电流计串联起来，压力变化，力敏电阻变化，电流变化，把力学量转换成电学量1电子秤使用的传感器是()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【解析】电子秤通过感知物体对它的压力，将其转换为电信号，并由仪表显示，来测量物体质量，所以它感知的是压力，使用了压力传感器，故C选项正确【答案】C2下列器件不是应用温度传感器的是() 【导学号：97192120】A电熨斗B话筒C电饭锅D测温仪【解析】电熨斗、电饭锅和测温仪都是把非电学量温度转换为电学量，都要使用温度传感器话筒把非电学量声音转换为电学量，没有使用温度传感器【答案】B3洗衣机中的水位控制装置使用的是()A光传感器B压力传感器C湿度传感器D温度传感器【解析】当洗衣机内水位升高时，传感器的膜片受到的压力变大，当达到设定值时，关闭进水电磁阀门【答案】B传感器在工、农业生产和航天中的应用1农业生产中的传感器无人管理的自动灌溉系统利用了湿度传感器；自动化温室种植中，温室的自动控温就是在温度传感器的帮助下实现的；现代粮库采用了温度传感器和湿度传感器2工业生产中的传感器生产安全中，如将一种埋入式光纤传感器安置在大桥或水坝中，随时可以监控大桥或水坝的裂痕等安全隐患；在自动控制系统中，如数控机床中的位移测量装置就是利用高精度位移传感器(如光栅传感器)对位移测量，从而实现精密加工3飞向太空的传感器飞机保持一定飞行高度，当飞机高度变化时，大气数据计算机自动发出与给定高度的差值信号，并通过自动驾驶仪操纵升降舵，使飞机恢复给定高度；在运载火箭、载人飞船中，应用了传感器供遥测和遥控系统使用；对宇航员的各种生理状态的测量有生理传感器，如测量血压、心电图、体温等1无人管理的自动灌溉系统，用到了温度传感器()2位移测量装置用到了位移传感器()人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用哪种传感器来感知太阳方位？【提示】光传感器1农业生产中的传感器(1)湿度传感器可用来判断农田的水分蒸发情况，自动供水或停水(2)温度传感器和湿度传感器可对上百个点进行温度和湿度监测由于有了十分先进可靠的测试技术，有效地减少了霉变现象2工业生产中的传感器生产的自动化和半自动化用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统来代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作各种传感器使生产的自动运行保持在最佳状态，以确保产品质量，提高效率和产量，节约原材料等3飞向太空的传感器在航空、航天技术领域，传感器应用得较早，也应用得较多在运载火箭、载人飞船中，都应用了大量的传感器供遥测和遥控系统使用这些传感器对控制航天器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等都有重要作用在载人飞船中还使用一类测量航天员各种生理状况的生理传感器，如测量血压、心电图、体温等4类人型机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是() 【导学号：97192121】A是力传感器B是光传感器C是温度传感器D是声音传感器【解析】遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，B对，A、C、D错【答案】B5如图332甲所示为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R120 k、R210 k、R340 k，RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S接触，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在()图332A10 B20 C30 D45 【解析】由题可知Uab0是一个电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降由电路图可知，在R1、R2、R3给定的条件下，热敏电阻RT的阻值决定了Uab的正负设电源负极的电势为零，则aU，bU，其中U为电源的路端电压，令ab，即