生活中的传感器4.简单的光控和温控电路(选学)

1、3. 生活中的传感器4. 简单的光控和温控电路 ( 选学 )学 习 目 标知 识 脉 络1.了解传感器在洗衣机、 电冰箱、家用报警器中的应用 (重点 )2.了解简单的光控和温控电路的工作原理及敏感元件所起的作用(重点 )3.理解传感器的工作原理及敏感元件所起的作用 (难点 )4.自己设计简单的自动控制电路(难点 )生 活 中 的 传 感 器先填空 1洗衣机中的传感器全自动洗衣机已经实现利用传感器和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制近年来的模糊洗衣机中的传感器大致有以下几类：水位传感器、 负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器、脏污程度传感器、脱水(压电 )传感器，这些传感器收集到的信息，经微电脑综合推理判断后， 执行最佳的工作程序2电冰箱中的传感器电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成控制系统主要包括： 温度自动控制、除霜温度控制、过热及过电流保护等3家用报警器(1)居家生活中，煤气泄漏会危及人身安全，需要加以防范我们可以利用气敏元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器(2)有一种敲击防盗报警器，它利用压电式传感器对门窗玻璃损毁产生反应，形成对报警装置的启动 还有一种冲击

2、防盗报警器， 由冲击传感器和执行电路两部分组成4传感器与人的感官第 1页(1)光传感器和由它制成的录像头和监控探头，可以类比人的眼睛(2)对有毒有害气体进行监控的化学和生物传感器，相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官(3)力学和振动传感器，以及温度传感器可以认为相当于人的触觉器官，如手、足、皮肤等(4)声传感器相当于人的耳朵在有些探测活动中，传感器可以比人灵敏，或者可以报告更准确的结果，传感器确实有“过人”之处再判断 (1)无人管理的自动灌溉系统，用到了湿度传感器( )(2)传感器只能用于高端科技中，日常生活中的传感器并不多见( )(3)电冰箱由制冷系统和控制系统组成，其中制冷系统是否工作是由控制系统决定的 ( )后思考 为什么说传感器就像人的眼睛、耳朵？【提示】应从感知外界信息角度理解，人的眼睛、 耳朵不断为我们收集外界信息，并通过神经系统将信号传送到大脑，而传感器的敏感元件也在感受外界的相关变化，并将其转换为电信号，传送给下一级装置分析、执行合作探讨 探讨 1：火灾探测器 (如图 3-3-1 所示 )的核心元件为气敏传感器， 当烟雾在空气中的浓度超过设定值时， 可以触发报警， 并对外发

3、出声光报警信号 此时传感器是将什么量进行转换的？图 3-3-1【提示】传感器是将烟雾产生的光学量转换为电路的接通，从而对外发出声光报警信号探讨 2：试讨论电熨斗中的双金属片传感器的工作原理【提示】双金属片的上部和下部在受热后膨胀情况不同，当温度过高时，双金属片的上部膨胀大，下部膨胀小，双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切第 2页断电源，停止加热；当温度过低时， 双金属片恢复原状， 使触点接通，接通电源，继续加热核心点击 1传感器与人感官的优缺点好多传感器都能与人的感觉器官对号入座， 但有些传感器的测量内容， 是人的整体感觉所作出的判断，甚至有些传感器能够承担人的感官所做不到的任务，也有些传感器比人的感觉灵敏度高、 测量结果更客观， 或者能够代替人去承担危及人的健康的任务但人也有人的优势由于人的感官与大脑紧密联系在一起，所以感知与分析判断是融为一体的， 得到的是综合的信息， 认识会更全面 而且人还可以联想到环境状况及历史情况， 再作出去伪存真的判断分析 综合与联想是人的优势 另外，人脑的学习及记忆对感官能力也有影响 机器人要真正达到人类的智能水平并不是容易的事2与人类的五大感官相类比的传

4、感器光敏传感器 视觉；声敏传感器 听觉；气敏传感器 嗅觉；化学传感器 味觉；压敏、温敏、流体传感器 触觉1(多选 )电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成，在控制系统中，传感器起着非常重要的作用关于电冰箱中的传感器，下列说法正确的是()A电冰箱中的温控器是由温度传感器控制的B电冰箱中的温控器是由湿度传感器控制的C电冰箱由温度传感器控制制冷压缩机的启动与停止D电冰箱由温度传感器控制除霜温控器的启动与停止【解析】电冰箱中温度控制系统主要是温度传感器，与湿度无关【答案】ACD2(多选 )为了保证汽车车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动，我们用一个自动检测车速的传感器来控制车轮的转动，其原理如图3-3-2 所示 (铁质齿轮 P 与车轮同步转动，右端是一个绕有线圈的磁体)，下列说法正确的是 ()【导学号： 46042171】第 3页图 3-3-2AM 是一个电流检测器BM 是一个定值电阻C该传感器是把运动情况转化为电学物理量D该传感器是把运动情况转化为力学物理量【解析】当车轮带动齿轮转动时， 线圈中会有电流， 这是由于轮齿靠近线圈时被磁化， 使磁场增强， 轮齿离开线圈时磁场

5、减弱， 磁通量变化使线圈中产生了感应电流将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死所以， A，C 两项正确【答案】AC3小强用恒温箱进行实验时， 发现恒温箱的温度持续升高， 无法自动控制经检查，恒温箱的控制器没有故障 参照图 3-3-3，下列对故障判断正确的是()图 3-3-3A只可能是热敏电阻出现故障B只可能是温度设定装置出现故障C热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D可能是加热器出现故障【解析】由恒温箱原理图可知， 若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息， 导致控制器发出错误指令， 故 C 正确，A 、B 错误若加热器出现故障， 只有一种可能， 即不能加热， 而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D 错误【答案】C简 单 的 光 控 和 温 控 电 路(选 学)先填空 1光控自动照明电路(1)电路原理图 (如图 3-3-4 所示 )第 4页图 3-3-4(2)功能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切断，天黑时自动导通(3)调试将光敏电阻用黑纸包住使它不被光照亮，如果发光二极管不亮， 则调节电位器 R1，直到

6、发光二极管发光为止然后将包裹光敏电阻的黑纸打开，看它是否熄灭，如果此时发光二极管不熄灭， 则再调节电位器 反复使光敏电阻遮光或见光，直到可以实现发光二极管在光敏电阻有光照时熄灭， 无光照时发光为止 此时发光二极管就相当于一个由环境明暗变化而自动控制的灯2温控电熨斗(1)电路原理图 (如图 3-3-5 所示 )图 3-3-5(2)功能利用热敏电阻作控制元件， 从而使电熨斗的温度在低于指定值时，电热器供电加热，否则将电源关闭(3)调试室温下，如果发光二极管不亮，则调节电位器 R1，直到发光二极管发光为止然后将电烤灯通电并靠近热敏电阻加热， 看它是否熄灭， 如果此时发光二极管不熄灭，则再调节电位器 反复将电烤灯靠近或远离热敏电阻， 直到可以实现发光二极管在热敏电阻温度升高时熄灭，正常室温时发光为止再判断 (1)自动照明电路实现路灯晚上亮， 白天不亮，是利用光控电路来实现的 ()(2)温控电熨斗中用的敏感元件是热敏电阻()后思考 在蔬菜种植大棚中，人们需要控制光照强度、温度、空气湿度、空气中的二氧化碳浓度、 土壤湿度等影响蔬菜生长的条件问题：在蔬菜种植大棚中要用到哪些传感器？它们的作用是什么？

7、【提示】要用到光传感器、温度传感器、湿度传感器等；作用是：感受光第 5页强、温度、湿度等合作探讨 探讨：某同学想把房间窗帘改成自动开启、自动关闭的，他的设想是：白天房间要透光， 也要防止太阳光直射室内， 因此要用薄纱型的窗帘； 傍晚太阳下山后，要用厚绒的窗帘，请你帮他设计电路，选购器材并连好电路图【提示】如图所示，白天光照很亮，照射到光敏控制器上，电阻很小，电流较大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁向下，使得触点b、c 接触，电动机乙转动，关闭薄纱窗帘，同时开启厚绒窗帘；傍晚后光线很暗，光敏控制器接收光照少，电阻变大，电流很小，电磁铁磁性非常弱，弹簧将衔铁拉起，使b、a 接触，电动机甲转动，拉开薄纱窗帘，同时关闭厚绒窗帘核心点击 1传感器的应用步骤物理传感器是将所感受的物理量(如力、热、光等 )转换为便于测量的电学量的器件我们可以把传感器的应用过程分为三个步骤：(1)信息采集(2)信息加工、放大、传输(3)利用所获得的信息执行某种操作2分析传感器问题要注意四点(1)感受量分析要明确传感器所感受的物理量，如力、热、光、磁、声等(2)输出信号分析明确传感器的敏感元件， 分析它的输入信号及输出信号，以及输入信号与输出信号间的变化规律(3)电路结构分析认真分析传感器所在的电路结构，在熟悉常用电子元件工作特点的基础上，分析电路输出信号与输入信号间的规律(4)执行机构工作分析传感器的应用， 不仅包含非电学量如何向电学量转化的过程，还包含根据所第 6页获得的信息控制执行机构进行工作的过程以力传感器为例：传感器感受力的信息(如大小、方向是否变化等)后转化为电压、电流、电阻等电学量， 然后经过放大， 传输到执行机构进行某种操作(如借助继电器控制电路通断，借助仪表进行显示等)以光传感器为例：光传感器感受光的信息(如光的强弱、颜色等 )，通过敏感元件 (如光敏电阻、光电池等 )将光的信息转化为电阻、电流等电学量，然后经过放大，传输到执行机构后执行某种操作4.如图 3-3-6 所示为小型电磁继电器的构造示意图， 其中 L 为含铁芯的线圈P为可经 O 点转动的铁片， K 为弹簧，S 为一对触头，A、B、C、D 为四个接线柱电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求其工作方式是()【导学

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