鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第5章 传感器及其应用 第3节 大显身手的传感器 (3).ppt

易错辨析判一判(1)全自动洗衣机水位控制装置应用了红外线传感器。(×)提示全自动洗衣机水位控制装置应用了压力传感器。(2)指纹识别器应用了电容传感器。(√)(3)自动门应用了压力传感器。(×)提示自动门应用了红外线传感器。(4)红外线传感器接收携带着信息的红外线,转换成电信号,从而得知辐射源的相关参数或信息。(√)即学即用练一练传感器的种类多种多样,其性能也各不相同。空调机在室内温度达到设定的温度后,会自动停止工作,空调机内使用的传感器是(C)A.生物传感器 B.红外传感器C.温度传感器 D.压力传感器解析空调机根据温度调节工作状态,所以内部使用了温度传感器,故C正确。重难探究?能力素养全提升探究一传感器与自动控制[情境探究]当人们走近和离开一些宾馆或商场的自动门时,门会自动开关,这就是传感器在起作用。(1)传感器由哪几部分组成?(2)你所了解的敏感元件有哪些?要点提示(1)传感器主要由敏感元件和转换元件组成。(2)敏感元件有热敏元件、光敏元件、气敏元件、磁敏元件、力敏元件、温敏元件等。[知识归纳]1.洗衣机水位控制装置使用的压力传感器是一种开关型的传感器。当向内筒注水时,部分水进入气室,气室内压强增大,使传感器的膜片向上凸起,从而使动触点与下面的静触点分离,并与上面的静触点接触,从而接通控制电路,关闭进水电磁阀门,同时接通洗涤电动机电源,开始洗涤衣物。2.自动门上的红外线传感器,也是一种开关型的传感器。人走近自动门传感器输出电压信号;信号经过处理后,使定时器工作;由定时器构成的电路使继电器通电,自动门电动机转动,门自动打开;当人通过自动门几秒钟后,自动门电动机反转,门自动关闭。3.指纹识别器的电容传感器输出电容变化这一电信号,经过电路对电信号的比较,实现对指纹的识别。温馨提示涉及压力传感器应用问题,其基本原理是通过压力改变电阻,从而改变电路中的电流,通过电流表示数反映压力的大小。[应用体验]典例1(2021福建三明第一中学期中)一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图如图所示。门打开时,红外光敏电阻R3受到红外线照射,电阻减小;门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验,灯的亮灭能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比(D)A.红灯亮,UR2变大 B.绿灯亮,UR2变大C.绿灯亮,UR2变小 D.红灯亮,UR2变小解析门打开时R3减小,导致R总减小和I总增加,Ur和UR1变大,UR2=E-(UR1+Ur)减小,增加,电磁继电器磁性增强把衔铁拉下,红灯亮,绿灯灭,选项A、B、C错误,选项D正确。规律方法传感器与自动控制问题利用传感器中的敏感元件与电路结合分析,要把握两点:(1)明确组成传感器的敏感元件的特性。(2)注意电路的结构及串、并联的分析计算方法。针对训练1测量汽车质量的地磅示意图如图所示,汽车的质量可通过电流表的示数读出,下列说法正确的是(A)A.电流表的示数越大说明被测汽车质量越大B.电流表的示数越大说明被测汽车质量越小C.把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量D.地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定,与电路的有关参数无关解析汽车质量越大,弹簧受到的压力就越大,P点越向下,连入电路的电阻就越小,所以电流表的示数就越大,故A正确,B错误;如果换成电压表,因为电压表的内阻较大,所以滑动变阻器的阻值发生变化时,电压表的示数变化范围较小,不能准确地测量,故C错误;因为通过滑动变阻器的阻值变化,将力信号转换成了电信号,所以D错误。探究二传感器系统在机器人中的作用[情境探究]机器人是自动控制机器的俗称,自动控制机器包括一切模拟人类行为或模拟其他生物的机械(如机器狗、机器猫等)。在当代工业中,机器人指能自动执行任务的人造机器装置,用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物,目前科学界正在向此方向研究开发。机器人安装的传感器和人类感官有怎样的相对应关系?要点提示视觉传感器——视觉;超声波传感器和语音识别装置——听觉;嗅觉传感器——嗅觉;味觉传感器——味觉;压力、温度、位移传感器——触觉。[知识归纳]传感器系统在机器人中起着非常重要的作用,是机器人的感觉器官,可以分为外部传感器和内部传感器。(1)外部传感器用于感知外部工作环境和外界事物对机器人的刺激。外部传感器包括视觉传感器(相当于眼睛),超声波传感器和语音识别装置(相当于耳朵),温度传感器(相当于皮肤),压力传感器、位移传感器和温度传感器(相当于手),嗅觉、味觉传