第5章传感器及其应用本章优化总结

本章优化总结知识网络构建传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，有的原理甚至较难理解．但不管怎样，搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键．因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解释或回答．专题归纳整合专题1传感器问题中的物理思维方法1．确定传感器所感受到的物理量传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等．2．转换电路把输出转换成电学量信号通过转换元件把敏感元件的输出转换成电学量信号，最后借助于转换电路把电学量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量．一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝，将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转动轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束，在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图5－1甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1＝1.0×10－3s，Δt2＝0.8×10－3s.例1(1)利用图乙中的数据求1s时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图乙中第三个激光信号的宽度Δt3.图5－1(2)激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动(理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应传感器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动)．(3)设狭缝宽度为d，传感器接收到第i个脉冲时距转动轴的距离为ri，第i个脉冲的宽度为Δti，激光器和传感器沿半径的运动速度为v.【答案】见解析【方法总结】此类问题的关键是通过图象提取信息以及明确传感器的用途．各种传感器广泛应用于人们的日常生活、生产中，如空调机、电冰箱、电饭煲、火灾报警器、路灯自动控制器、电脑鼠标器等．传感器把所感受的非电学量(如力、热、磁、光、声等)，转换成便于测量的电压、电流等电学量，与电路相结合达到自动控制的目的．专题2自动控制电路的设计全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的．当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污水．牵引电磁铁的结构如图5－2所示．例2图5－2当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水．同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门．想一想：(1)某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？(2)a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？【解析】

(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极．(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈要发生相吸的作用．但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声．【答案】见解析【方法总结】电路的自动控制是传感器实际应用的组装和调试，都必须在综合运用相关知