物理选择性必修 第二册第二节 传感器的应用评优课ppt课件

这是一份物理选择性必修 第二册第二节 传感器的应用评优课ppt课件，共19页。PPT课件主要包含了学习目标，生活中的传感器，酒驾检测仪，当堂检测等内容，欢迎下载使用。
了解生产、生活、各技术领域中应用的传感器类型，知道利用传感器采集数据是实现自动化与智能化控制的技术基础。通过传感器的实际应用案例剖析，逐步提升物理逻辑推理能力和应用物理语言进行表达的能力。通过讨论与交流的过程，认识生产、生活中各类传感器的基本工作原理。知道传感器的设计生产与应用领域有广阔的前景，具有科技报国的决心和信心。
传感器的应用领域及其广泛。大到宇宙飞船、人造地球卫星、工业自动控制等，小到家用电器、电动玩具等，都有它的身影。
随着家用电器的普及，传感器也进入了千家万户。电饭煲、电冰箱、微波炉、空调机、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要用到温度传感器；自动门、家电遥控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等，均使用了红外线传感器；此外还有照相机中的光敏传感器、家用便携式电子秤的压力传感器等。传感器的应用改变了我们的生活，为我们节省了时间，提高了物质水平和文化水平，使我们的生活逐步走向自动化。
生活中各式各样的传感器
讨论与交流一些宾馆安装了自动门，当人走近时，门会自动打开；当人离开时，门会自动关闭。自动门的工作原理是什么？
原来，有的自动门装有一个装置，当人走近时，可以检测出人体向外辐射的红外线，从而发出开关启动的命令。这种装置就是红外线传感器。
二、农业生产中的传感器
在农业生产中，传感器广泛应用于耕种、栽培、收割、运输、排灌等过程的自动控制，既解放了人力，又实现了最优化管理。 无人管理的自动灌溉系统，利用湿度传感器判断农田的水分蒸发情况，自动决定供水或停水。自动化温室种植是人们最为熟悉的现代化农业生产形式，它使我们在寒冷的冬天仍然能够享用到新鲜的蔬菜。
现代粮库采用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。微机测试系统根据检测的温度及湿度数据，对通风装置进行自动控制，有效地减少了粮库里的霉变。
三、工业生产中的传感器
在工业生产中，由于传感器的大量使用，从而实现了生产的自动化或半自动化，大大地减轻了工人的劳动强度，提高了产品的质量，降低了产品的成本。
在现代工厂里，自动化的生产流程随处可见。用机器人、自动化小车、自动机床、各种自动生产线或者系统，代替人完成加工、装配、包装、运输、存储等工作。传感器还广泛应用于各种安全监控系统，监控关键部位以随时发现安全隐患。如将一种埋入式光纤传感器安置在大桥或水坝中，随时可以监测大桥或水坝的裂痕等安全隐患。
工业传感器是判断一个国家工业体系是否完善的关键性因素之一。相对民用来说，用于智能制造的工业传感器在精度、稳定性、抗振动和抗冲击性等方面的要求更为苛刻。在高端制造领域，我国传感器的国产化率还很低。智能制造所需要的某些特殊部件，如耐高温、耐高压的传感器，国内产品的可靠性、稳定性与国外相比还有差距。但这也是从另外一个角度说明，用于智能制造的工业传感器领域具有十分广阔的发展前景。
四、航天航空中的传感器
在航天航空技术领域，大量的传感器被应用于运载火箭、载人飞船、卫星的遥测和遥控中，对控制航天器的姿态、接收和发送信息、收集太空数据等起着关键性作用。例如，我国于2011年成功发射了“天宫一号”目标飞行器。发射“天宫一号”的“长征二号”F运载火箭的捆绑式助推器和整流罩上，一共配置了8个压力传感器.从火箭发射到进人轨道的500多秒内，随着整流罩的脱落，这些压力传感器的工作时间只有400秒左右，但发挥的作用却非常关键。它们将火箭在飞行过程中受到的各种压力实时记录下来，并通过控制系统将数据传送到地面指挥遥控中心，与理论压力值进行实时比较，以及时判断和修正火箭的运行状况。
2016年，科学家们利用哈勃空间望远镜发现一个距离地球134亿光年的星系。这是当时人类在宇宙中发现的最遥远、最古老的天体。该发现正是得益于装载在哈勃空间望远镜上的3号广角相机通过高精度光学传感器获取的光谱数据。而哈勃空间望远镜指向的准确性，则有赖于三个精细导星传感器的精确定位。
此外，在载人飞船中还会使用一类测量航天员各种生理指标的生理传感器，用于测量航天员的血压、心电图、体温等。例如，我国在2008年发射的首次有宇航员出舱作业的“神舟七号”载人飞船上，就安装了20多种传感器以监测航天员的生理指标，其中监测航天员体温的装置就是一个装在宇航员耳包里的温度传感器。
智能手机中的部分传感器
大多数传感器是以物理原理为基础制作的。这类传感器种类最多，应用领域也最广泛。例如，一部普通的手机中就安装有十几种传感器。
1. 据统计，由于用电不慎导致的火灾占火灾总量的比重很大，利用电路安装防火报警装置，及时发现“火情”，提早报警，是防止火灾发生，保证家庭成员生命安全的重要措施。图甲是一火警报警电路的示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻随温度变化的情况如图乙所示。显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，电源的电动势E和内阻r不变，且内阻值小于R1的阻值。当传感器R3所在处出现火情时，关于流过电流表A的电流I、报警器两端的电压U、电源的输出功率P的变化情况，下列判断正确的是（　　）A.I变大，P变大B.I变小，U变大C.I变小，P变大D.I变大，U变小
解析：当传感器R3所在处出现火情时，R3的阻值变小，总电阻变小，总电流变大，路端电压变小即报警器两端的电压U变小，R1两端电压变大，所以R2和R3并联部分电压变小，所以电流表示数变小，由于内阻r小于R1的阻值即电源内阻一定小于外电路总电阻，当R3减小时，外电阻与内阻越接近，电源的输出功率越大，故C正确。
甲 乙
A B C D
甲 乙
解析：(1)恒温箱内的加热器应接在A、B端，当线圈中的电流较小时，继电器的衔铁在上方，恒温箱的加热器处于工作状态，恒温箱内温度升高。(2)随着恒温箱内温度升高，热敏电阻R的阻值变小，则线圈中的电流变大，当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸引到下方来，则恒温箱加热器与电源断开，加热器停止工作，恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度