2017-2018学年高中物理 第三章 传感器 第3、4节 生活中的传感器 简单的光控和温控电路（选学）教学案 教科版选修3-2

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1、第3、4节生活中的传感器__简单的光控和温控电路(选学)1.近年流行的模糊洗衣机的传感器大致有水位传感器、负载量传感器、水温传感器、脏污程度传感器、脱水(压电)传感器等。2．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。在控制系统中，传感器起着非常重要的作用。3．居家生活中，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。一、生活中的传感器1．洗衣机中的传感器全自动洗衣机已经实现了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：水位传感器、负载量传感

2、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。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(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

3、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类的触觉器官，如手、足、皮肤等。18(4)声传感器不妨认为是机器的耳朵。二、简单的光控和温控电路1．光控自动照明电路(1)电路原理图图331(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，

4、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)电路原理图图332(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18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

5、室温时发光为止。1．自主思考——判一判(1)通常的传感器可以直接用来进行自动控制。(×)(2)传感器可以用来采集信息。(√)(3)传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量。(√)(4)洗衣机的脱水传感器是根据温度变化控制脱水动作的。(×)(5)电冰箱是利用温度传感器自动控温的。(√)2．合作探究——议一议(1)家庭中电视机、空调等的遥控器应用了什么传感器？提示：红外线遥控传感器。(2)夜晚，楼梯上漆黑一片，但随着我们的脚步声响，楼梯的灯亮了；我们登上一层楼，灯光照亮一层楼，而身后的灯则依次熄灭，这种楼梯灯控制装置好像能“听到”我们的到来，开灯迎接；又好像

6、能“看见”我们的离去，关灯节能。这种“人性化”的功能是靠什么实现的呢？提示：靠电路中安装的一种能将声、光信号转换为电学量的传感器——声光控延时开关实现的。(3)电熨斗在达到设定的温度后就不再升温，当温度降低时又会继续加热，使它总与设定的温度相差不多。你知道电熨斗是靠什么来自动控制温度的吗？图333提示：利用双金属片温度传感器来控制电路的通断。力传感器的应用1．传感器问题的分析思路18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：⇒⇒2．分析传感器问题的四点注意感受量分析要明确传感器所感

7、受的物理量，如力、热、光、磁、声等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，还包含根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程[典例]　(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某位同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图334所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时

8、电流表示数为I0，电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图335甲、乙、丙、