高中物理課件第5章第3節(jié)大顯身手的傳感器.ppt

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1、第5章,,,新知預(yù)習(xí)巧設(shè)計(jì),,名師課堂 一點(diǎn)通,,,,要點(diǎn)一,要點(diǎn)二,第3 節(jié),,創(chuàng)新演練 大沖關(guān),,,,隨堂檢測歸納小結(jié),課下作業(yè)綜合提升,1進(jìn)一步了解傳感器在日常生活、 生產(chǎn)中的作用。 2理解傳感器在洗衣機(jī)水位控制裝 置、自動門、指紋識別器、機(jī)器 人中的應(yīng)用原理。,讀教材填要點(diǎn) 一、洗衣機(jī)水位控制系統(tǒng) 全自動洗衣機(jī)的水位控制裝置使用了 傳感器。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的高度時(shí)自動 進(jìn)水電磁閥門， 洗滌電動機(jī)電源。 二、自動門 (1)控制自動門開關(guān)的是一種 傳感器。,壓力,關(guān)閉,接通,紅外線,(2)自動門工作流程：,三、指紋識別器 指紋識別器是通過

2、 傳感器來識別指紋的。手指皮膚與電容傳感器表面構(gòu)成了 ，由于指紋的凹凸導(dǎo)致不同位置的電容差異。 四、傳感器與機(jī)器人 1機(jī)器人中傳感器的分類 機(jī)器人中傳感器分為外部傳感器和 傳感器。,電容,電容器,內(nèi)部,2傳感器用途 (1)外部傳感器用于感知外部 和外界事物對機(jī)器人的刺激，使機(jī)器人擁有類似人的 、 、觸覺、嗅覺、味覺等感覺，從而使機(jī)器人具有擬人化的特點(diǎn)。 (2)內(nèi)部傳感器(如角度傳感器、 傳感器等)用于檢測機(jī)器人的自身狀態(tài)。,工作環(huán)境,視覺,聽覺,關(guān)節(jié),關(guān)鍵一點(diǎn)傳感器的本質(zhì)是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，靈活處理傳感器問題的關(guān)鍵是徹底搞清如壓力傳感器、

3、溫度傳感器、電容傳感器等轉(zhuǎn)換元件的物理本質(zhì)及原理。,試身手夯基礎(chǔ) 1為了節(jié)約能源，合理適時(shí)地使用路燈，要求夜晚亮、白 天熄，利用半導(dǎo)體的某種特性制成自動點(diǎn)亮熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動控制。這是利用半導(dǎo)體的 () A壓敏性B光敏性 C熱敏性 D三種特性都利用了,解析：由題意可知，這一裝置要對光敏感，能區(qū)分白天(光線強(qiáng))與夜晚(光線暗)，所以選B。雖然白天與夜晚溫度也不相同，但溫度除與晝夜有關(guān)外，還與季節(jié)有關(guān)，因此不能選C。燈亮熄與壓力更無關(guān)系，A、D錯(cuò)。 答案：B,2將啟動器與燈泡、電源、開關(guān)連在 一起，如圖531所示，閉合開 關(guān)時(shí)，燈泡將 () A不亮B一直亮 C亮、滅交替 D以上都有可能,圖53

4、1,解析：啟動器中有一個(gè)U形的雙金屬片，與旁邊的直立金屬絲構(gòu)成一對觸點(diǎn)，常溫下是分離的。閉合開關(guān)后，電源電壓通過燈泡加到啟動器上，啟動器發(fā)出輝光，同時(shí)加熱雙金屬片，達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，雙金屬片膨脹而與金屬絲接觸，接通電路，燈泡亮。因接通時(shí)啟動器電壓為零，啟動器停止發(fā)光，溫度降低到一定值時(shí)，觸點(diǎn)分開，斷開電路，燈泡熄滅，將重復(fù)以上過程。 答案：C,圖532,3小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒 溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動控 制。經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒有 故障。參照圖532，下列對故 障判斷正確的是 () A只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障 B只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障 C熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故

5、障 D可能是加熱器出現(xiàn)故障,解析：由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出現(xiàn)故障都會向控制器傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，故C正確，A、B錯(cuò)誤。若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會使溫度持續(xù)升高，故D錯(cuò)誤。 答案：C,(1)洗衣機(jī)水位控制裝置使用的壓力傳感器是一種開關(guān)型的傳感器。當(dāng)向內(nèi)筒注水時(shí)，部分水進(jìn)入氣室，氣室內(nèi)壓強(qiáng)增大，使傳感器的膜片向上凸起，從而使動觸點(diǎn)a與下面的靜觸點(diǎn)b分離，并與上面的靜觸點(diǎn)c接觸，從而接通控制電路，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥門，同時(shí)接通洗滌電動機(jī)電源，開始洗滌衣物。,(2)自動門上的紅外線傳感器，也是一種開關(guān)型的傳感器。人走近自

6、動門傳感器輸出電壓信號；信號經(jīng)過處理后，使定時(shí)器工作；由定時(shí)器構(gòu)成的電路使繼電器通電，自動門電動機(jī)轉(zhuǎn)動，門自動打開；當(dāng)人通過自動門幾秒鐘后，自動門電動機(jī)反轉(zhuǎn)，門自動關(guān)閉。 (3)指紋識別器的電容傳感器輸出電容變化這一電信號，經(jīng)過電路對電信號的比較，實(shí)現(xiàn)對指紋的識別。,1電飯鍋是應(yīng)用溫度傳感器工作的，它的敏感元件是感溫鐵氧體，由氧化錳、氧化鋅和氧化鐵粉末混合燒制而成，其特點(diǎn)是常溫下具有磁性，能夠被磁鐵吸引，溫度達(dá)到103，失去磁性，這個(gè)溫度叫居里溫度，又稱居里點(diǎn)。電飯鍋的自動控制結(jié)構(gòu)如圖533所示，根據(jù)以上信息回答：,圖533,(1)開始煮飯時(shí)為什么要壓下開關(guān)按鈕？手松開這個(gè)按鈕是否會恢復(fù)到

7、圖示的狀態(tài)？為什么？ (2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)是否會大致保持一定的溫度？ (3)飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會有什么變化？這時(shí)電飯鍋會自動地發(fā)生哪些動作？ (4)如果用電飯鍋燒水，能否在水沸騰后自動斷電？ 審題指導(dǎo)解決此題關(guān)鍵有兩點(diǎn)： (1)自動控制的結(jié)構(gòu)圖中各部分的功能。 (2)傳感器中敏感元件的特點(diǎn)及居里溫度。,解析(1)煮飯時(shí)壓下開關(guān)按鈕，感溫鐵氧體與永磁體相吸結(jié)合在一起，觸點(diǎn)相接，電路接通，開始加熱。手松開后，由于鍋內(nèi)的溫度低，感溫鐵氧體與永磁體相互吸引而不能使按鈕恢復(fù)到圖示的狀態(tài)。 (2)煮飯時(shí)水沸騰后鍋內(nèi)的溫度基本保持在水的沸點(diǎn)。,(3)飯熟后，水

8、分被大米吸收，鍋底的溫度會升高，當(dāng)溫度上升到“居里溫度”(約103)時(shí)，感溫鐵氧體失去磁性，永磁鐵與之分離，開關(guān)自動斷開，且不能自動復(fù)位。 (4)如果用電飯鍋燒水，水沸騰后水溫保持100，不會再升高，故不能自動斷電。 答案見解析,自動控制電路設(shè)計(jì)是理論聯(lián)系實(shí)際的能力型題目，也是高考的趨向，設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)真分析傳感器發(fā)揮的作用以及電路中各元件的位置及用途。,1機(jī)器人的構(gòu)成 機(jī)器人主要包括三個(gè)部分：環(huán)境信息采集部分(相當(dāng)于人的感覺器官)、環(huán)境識別和動作控制部分(相當(dāng)于人的大腦)、動作部分(相當(dāng)于人的手、腳等)。,2傳感器與機(jī)器人感覺對應(yīng)表,2類人型機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的

9、“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎。下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是 () A是力傳感器B是光傳感器 C是溫度傳感器 D是聲音傳感器,思路點(diǎn)撥要準(zhǔn)確選擇傳感器的類型，須認(rèn)清傳感器發(fā)揮的作用。 解析遇到障礙物會繞開，說明它是光傳感器，B對，A、C、D錯(cuò)。 答案B,不同的敏感元件，敏感效應(yīng)不同，能感知的外界信息不同。傳感器所發(fā)揮的功能由敏感元件的特性決定。,1(對應(yīng)要點(diǎn)一)下列情況不可能是由于水位控制裝置損壞 引起的是 () A洗衣機(jī)不加水 B洗衣機(jī)加水不能自動停止 C洗衣機(jī)不排水 D洗衣機(jī)不洗衣,解析：洗衣機(jī)水位控制裝置正常，才

10、能正常加水，且加到合適的水位，若損壞可能導(dǎo)致一直不加水，或一直不停地加水或加足水后洗衣機(jī)仍然不洗衣，故A、B、D可能，C不可能。 答案：C,2(對應(yīng)要點(diǎn)二)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，以下哪方面是現(xiàn) 有的機(jī)器人不能很好地完成的 () A汽車工業(yè)中自動焊接領(lǐng)域 B深水探險(xiǎn) C藝術(shù)體操和與人對話 D機(jī)械加工,解析：現(xiàn)有的機(jī)器人技術(shù)限于制造工藝、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，還很難達(dá)到類似人對肢體的控制能力，其動作精確但較僵硬，語音識別能力還很差，在其他幾個(gè)方面機(jī)器人都有上佳表現(xiàn)。 答案：C,(1)洗衣機(jī)的水位控制裝置中使用了壓力傳感器，壓力傳感器將水位高低轉(zhuǎn)化為電路的通斷。 (2)自動門中安裝了紅外線傳感器，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線，產(chǎn)生電壓輸出信號。 (3)有一種指紋識別器是通過電容式傳感器來識別指紋的。 (4)機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)是機(jī)器人的感覺器官，分為外部傳感器和內(nèi)部傳感器。,點(diǎn)擊下圖進(jìn)入“課下作業(yè)綜合提升”,