教科版选修3-2第三章 传感器3 生活中的传感器授课课件ppt

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1.了解洗衣机、电冰箱中的传感器.2.了解家用报警器的原理.3.了解传感器与人的感官的类比，以及它们各自的优势.4.了解一些简单的自动控制电路.
学案2　生活中的传感器　简单的光控和温控电路(选学)
模糊洗衣机能模仿人的思维确定洗涤模式.比如可根据衣物的布质、衣物的多少确定洗涤的力度及用水量，根据衣物的脏污程度确定漂洗的次数等，你知道这些操作模式是如何建立的吗？答案　利用传感器和电脑技术，揉入人们对家电使用的经验知识，建立的操作模式.
1.电冰箱的组成：主要由系统和 系统组成.2.控制系统中的传感器及其作用
三、简单的光控和温控电路
1.集成电路又称IC，是在上集合各种电子器件，实现某种特定功能的电路模块，它是 中最重要的部分.2.光控自动照明电路利用光敏电阻作控制元件，从而通过光线来实现自动控制，使电路在天亮时自动 ，天黑自动.3.温控电熨斗利用 电阻作控制元件，从而使电熨斗的温度在 指定值时，电热器通电加热，温度指定值时要将电源关闭.
例1　如图1所示为某种电冰箱内温度控制器的结构.铜制的测温泡1、细管2和弹性金属膜盒3连通成密封系统，里面充有氯甲烷和它的蒸气，构成了一个温度传感器.膜盒3为扁圆形(图中显示它的切面)，右表面固定，左表面通过小柱体与弹簧片4连接.盒中气体的压强增大时，盒体就会膨胀.测温泡1安装在冰箱的冷藏室中.
5、6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作.拉簧7的两端分别连接到弹簧片4和连杆9上.连杆9的下端是装在机箱上的轴.凸轮8是由设定温度的旋钮(图中未画出)控制的，逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧7的拉力.
(1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作，而在达到设定的低温后又自动停止工作？
解析　冰箱内温度较高时，密封系统中的压强增大，盒体膨胀，膜盒 3通过小柱体带动弹簧片4，使动触点5与静触点6接触，控制压缩机自动开始工作，而在达到设定的温度时弹簧带动弹簧片4将触点5、6断开，使压缩机停止工作.答案　见解析
(2)为什么用凸轮可以改变设定的温度？
解析　凸轮逆时针转动会加大连杆9对弹簧7的拉力，该拉力与弹性金属膜盒3共同控制弹簧片4的运动，而弹簧7上弹力的变化会改变设定的温度.答案　见解析
例2　如图2所示为冲击防盗报警器的冲击传感器的结构示意图.在外壳的绝缘基板上固定一个螺栓，螺栓上有一个弹簧，弹簧的顶端焊有一个钢球，它们都是电的良导体，外壳也使用电的良导体制成.请简述这种装置防盗的原理.
答案　在静止状态下，不论传感器置于何种状态，钢球和外壳呈断开状态不会导通，一旦传感器受到外力冲击，如砸、碰、撞、敲击、撬动时，则钢球受到扰动产生运动与外壳接通，便可触发执行电路，使报警装置开始工作.
例3　按图3所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是__________________________________；停止吹风，会发现____________________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现____________________________.
答案　由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁　亮了　电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁　小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高　小灯泡熄灭
例4　如图4所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其原理简化如下，调节可变电阻R1使U23＝0.当有烟雾时， 开始触发工作，其中Rg是光敏电阻.由此可知，要使开始工作，则应满足(　　)A.φ2>φ3 B.φ2<φ3C.φ2＝φ3 D.无法判断
三、光控自动照明电路的分析
生活中的传感器简单的光控和温控电路
1.(传感器的应用实例)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小.一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图5甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程(　　)
A.物体处于失重状态B.物体处于超重状态C.升降机一定向上做匀加速运动D.升降机可能向下做匀减速运动解析　电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误.答案　BD
2.(传感器的应用实例)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图6所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能.对此，以下判断正确的是 (　　)
①通电后，其电功率先增大后减小　②通电后，其电功率先减小后增大　③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变　④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A.①② B.②③ C.②④ D.①④
解析　当温度由零升到t1的过程中，PTC的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大.当温度继续升高，ρ增大，R增大，P减小；
而温度越高，其与外界环境的温度差也就越大，电热灭蚊器的散热功率P′也就越大，因此在t1和t2之间的某一温度t3会有P＝P3＝P′，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温.当t＜t3时，P＞P′，温度自动升高到t3；当t＞t3时，P＜P′，温度自动降到t3，实现自动保温，正确选项为D.答案　D
3.(自动控制电路的分析与设计)如图7所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两个端点P、Q应接触头a、b还是c、d？热敏电阻两端M、N应接哪两个触头？
解析　P、Q应该分别接触头a、b，同时，M、N应该分别接触头e、f，其工作原理是：当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b断开，使加热装置停止加热；当水温降低到一定程度时，热敏电阻阻值增大，电磁铁中电流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧拉上去，使a、b之间连接，加热装置开始加热，从而实现水温控制.答案　见解析
4.(传感器的应用分析)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手轧在里面，造成工伤事故.工厂中大都是利用光电控制设备来避免事故发生的.如图8所示为光控继电器的示意图，它由电源、光电管(当有光照射时，在阴极K端会放出电子)、放大器、电磁继电器等几部分组成.这样，当有光照时，灯L不亮，当无光照射光电管时，灯L亮，则光控继电器的原理是：____________________________________________________.