3 生活中的傳感器 4 簡單的光控和溫控電路(選學) 第三章 傳感器 學習目標 1.了解洗衣機、電冰箱中的傳感器. 2.了解家用報警器的原理. 3.了解傳感器與人的感官的類比，以及它們各自的優(yōu)勢. 4.了解一些簡單的自動控制電路. 內容索引 自主預習 預習新知 夯實基礎 重點探究 啟迪思維 探究重點 達標檢測 檢測評價 達標過關 自主預習 一一、生活中的傳感器生活中的傳感器 1.洗衣機中的傳感器：全自動洗衣機實現了利用 和電腦技術對洗滌全過程進行 和控制. 2.電冰箱中的傳感器：電冰箱主要由 和 兩大部分組成.在控制系統(tǒng)中， 起著非常重要的作用. 傳感器 檢測 制冷系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 傳感器 3.家用報警器 (1)居家生活中，煤氣泄漏，會危及人身安全，需要加以防范.我們可以利用 元件制作有害氣體報警器和可燃氣體報警器. (2)有一種敲擊防盜報警器，它利用 式傳感器對門窗玻璃損毀產生反應，形成對報警裝置的啟動.還有一種沖擊防盜報警器，由 傳感器和 電路兩部分組成. 氣敏 壓電 沖擊 執(zhí)行 4.傳感器與人的感官 (1) 傳感器和由它制成的錄像頭、監(jiān)控探頭，可以類比人的眼睛. (2)對有毒有害氣體進行監(jiān)控的 和 傳感器，相當于人的鼻和舌等嗅覺、味覺器官. (3) 和 傳感器，以及 傳感器可以認為相當于人類的觸覺器官，如手、足、皮膚等. (4) 傳感器不妨認為是機器的耳朵. 光 化學 生物 力學 振動 溫度 聲 二二、簡單的光控和溫控電路簡單的光控和溫控電路 1.集成電路又稱IC，是在 上集合各種電子器件，實現某種特定功能的電路模塊，它是 中最重要的部分. 2.光控自動照明電路 利用光敏電阻作控制元件，從而通過光線來實現自動控制，使電路在天亮時自動 ，天黑自動 . 3.溫控電熨斗 利用 電阻作控制元件，從而使電熨斗的溫度在 指定值時電加熱器供電加熱，溫度 指定值時將電源關閉. 硅板 電子設備 切斷 導通 熱敏 低于 高于 即學即用即學即用 判斷下列說法的正誤. (1)通常的傳感器可以直接用來進行自動控制.( ) (2)傳感器可以用來采集信息.( ) (3)傳感器可以將感受到的一些信號轉換為電學量.( ) (4)洗衣機的脫水傳感器是根據溫度變化控制脫水動作的.( ) (5)電冰箱是利用溫度傳感器自動控溫的.( ) 答案 重點探究 分析傳感器應注意的四個分析分析傳感器應注意的四個分析 (1)檢測量分析：要清楚傳感器所檢測的非電學量，如溫度、光、聲、力等. (2)敏感元件分析：分析敏感元件的輸入與輸出信號，及輸入與輸出信號間的聯系. (3)電路分析：分析傳感器所在的電路結構，分析輸入信號變化對電路電流、電壓等產生的影響. (4)執(zhí)行機構分析：分析非電學量與電學量之間的轉換過程，分析根據所獲得的信息控制執(zhí)行機構進行工作的過程. 一、傳感器的簡單應用 圖1 例例1 如圖1所示為某種電冰箱內溫度控制器的結構.銅制的測溫泡1、細管2和彈性金屬膜盒3連通成密封系統(tǒng)，里面充有氯甲烷和它的蒸氣，構成了一個溫度傳感器.膜盒3為扁圓形(圖中顯示它的切面)，右表面固定，左表面通過小柱體與彈簧片4連接.盒中氣體的壓強增大時，盒體就會膨脹.測溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中.5、6分別是電路的動觸點和靜觸點，控制制冷壓縮機的工作.拉簧7的兩端分別連接到彈簧 片4和連桿9上.連桿9的下端是裝在機箱上的軸. 凸輪8是由設定溫度的旋鈕(圖中未畫出)控制的， 逆時針旋轉時凸輪連桿上端右移，從而加大對 彈簧7的拉力. 解析解析 冰箱內溫度較高時，密封系統(tǒng)中的壓強增大，盒體膨脹，膜盒3通過小柱體帶動彈簧片4，使動觸點5與靜觸點6接觸，控制壓縮機自動開始工作，而在達到設定的溫度時彈簧帶動彈簧片4將觸點5、6斷開，使壓縮機停止工作. (1)為什么當冰箱內溫度較高時壓縮機能夠自動開始工作，而在達到設定的低溫后又自動停止工作？ 答案 解析 答案答案 見解析 解析解析 凸輪逆時針轉動會加大連桿9對彈簧7的拉力，該拉力與彈性金屬膜盒3共同控制彈簧片4的運動，而彈簧7上彈力的變化會改變設定的溫度. (2)為什么用凸輪可以改變設定的溫度？ 答案 解析 答案答案 見解析 答案答案 在靜止狀態(tài)下，不論傳感器置于何種狀態(tài)，鋼球和外殼均呈斷開狀態(tài)不會導通，一旦傳感器受到外力沖擊，如砸、碰、撞、敲擊、撬動時，則鋼球受到擾動產生運動與外殼接通，便可觸發(fā)執(zhí)行電路，使報警裝置開始工作. 例例2 如圖2所示為沖擊防盜報警器的沖擊傳感器的結構示意圖.在外殼的絕緣基板上固定一個螺栓，螺栓上有一個彈簧，彈簧的頂端焊有一個鋼球，它們都是電的良導體，外殼也使用電的良導體制成.請簡述這種裝置防盜的原理. 答案 圖2 例例3 如圖3所示是一種煙霧報警器的控制電路圖，其原理簡化如下：調節(jié)可變電阻R1使U230.當有煙霧時， 開始觸發(fā)工作，其中Rg是光敏電阻.由此可知，要使 開始工作，則應滿足 A.23 B.23 C.23 D.無法判斷 二、簡單的光控和溫控電路 圖3 M741 M741 答案 解析 例例4 如圖4所示為某小型電磁繼電器的構造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈.P為可繞O點轉動的鐵片，K為彈簧，S為一對觸頭，A、B、C、D為四個接線柱.電磁繼電器與傳感器配合，可完成自動控制的要求，其工作方式是 A.A與B接信號電壓，C與D跟被控電路串聯 B.A與B接信號電壓，C與D跟被控電路并聯 C.C與D接信號電壓，A與B跟被控電路串聯 D.C與D接信號電壓，A與B跟被控電路并聯 三、自動控制電路的分析與設計 圖4 答案 解析 達標檢測 1.(力傳感器的應用力傳感器的應用)壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖5甲所示的電路中，電流表示數變化如圖乙所示，某同學根據電流表的示數變化情況推斷升降機的運動狀態(tài)，下列說法中正確的是 A.0t1時間內，升降機一定勻速運動 B.0t1時間內，升降機可能減速上升 C.t1t2時間內，升降機可能勻速上升 D.t1t2時間內，升降機可能勻加速上升 答案 解析 1 2 3 圖5 2.(溫度傳感器的應用溫度傳感器的應用)(多選)電飯鍋的結構圖如圖6所示，如果感溫磁體的“居里溫度”為103 ，下列說法中正確的是 答案 1 2 3 圖6 A.常溫下感溫磁體具有較強的磁性 B.當溫度超過103 時，感溫磁體的磁性較強 C.飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會 達到103 ，這時開關按鈕會跳起 D.常壓下只要鍋內有水，鍋內的溫度就不可能 達到103 ，開關按鈕就不會自動跳起 3.(溫度傳感器的應用溫度傳感器的應用)小強用恒溫箱進行實驗時，發(fā)現恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動控制.經檢查，恒溫箱的控制器沒有故障.參照圖7，下列對故障判斷正確的是 A.只可能是熱敏電阻出現故障 B.只可能是溫度設定裝置出現故障 C.熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現故障 D.可能是加熱器出現故障 答案 解析 1 2 3 圖7