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1、知道传感器应用的一般模式知道传感器应用的一般模式课标课标定位定位学学习习目目标标：1.知道知道传传感器感器应应用的一般模式用的一般模式2理理解解电电子子秤秤、电电熨熨斗斗、火火灾灾报报警警器器的的工工作作原原理理3了解了解电饭锅电饭锅的的结结构和工作原理构和工作原理重点重点难难点：点：传传感器在感器在实际实际中的中的应应用用 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第二二节节传传感感器器的的应应用用课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、传感器应用的一般模式一、传感器应用的一般模式二、二、传传感器的感器的应应用用1力力传传感器的感器的应应用用电电子
2、秤子秤(1)组组成：由金属梁和成：由金属梁和_组组成成(2)工工作作原原理理：弹弹簧簧钢钢制制成成的的梁梁形形元元件件右右端端固固定定，在在梁梁的的上上下下表表面面各各贴贴一一个个应应变变片片，在在梁梁的的自自由由端端施施力力F，则则梁梁发发生生弯弯曲曲，上上表表面面拉拉伸伸、下下表表面面压压缩缩，上上表表面面应应变变片片的的电电阻阻变变大大，下下表表面面的的电电阻阻变变小小，F越越大大，弯弯曲曲形形变变越越大大，应应变变片片的的阻阻值值变变化化就就越越大大如如果果让让应应变变片片中中通通过过的的电电流流保保持持恒恒定定，那那么么上上面面应应变变片片两两端端的的电电压压变变大大，下下面面应应变
3、变片片两两端端的的电电压压变变小小传传感感器器把把这这两两个个电电压压的的差差值值输输出出外外力力越越大大，输输出的出的电压电压差差值值也就越大也就越大应变应变片片(3)作作用用：把把物物体体形形变变这这个个力力学学量量转转换换为为电电压压这这个个电电学量学量2温度温度传传感器的感器的应应用用电电熨斗熨斗(1)敏感元件：敏感元件：_温度温度传传感器感器(2)工工作作原原理理：温温度度变变化化时时，由由于于双双金金属属片片上上层层金金属属与与下下层层金金属属的的热热膨膨胀胀系系数数不不同同，双双金金属属片片发发生形生形变变从而控制从而控制电电路的通断路的通断双金属片双金属片3温度温度传传感器的感
4、器的应应用用电饭锅电饭锅(如如图图621)(1)敏感元件：敏感元件：_(2)居居里里温温度度：感感温温铁铁氧氧体体常常温温下下具具有有_性性，温温度度上上升升到到约约_时时，失失去去铁铁磁磁性性这这一一温温度度又称又称为为“居里点居里点”图图621感温感温铁铁氧体氧体铁铁磁磁103 元贝驾考 http:/ 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 http:/ 驾考宝典2016科目一 科目四(3)电电饭饭锅锅工工作作原原理理：用用手手按按下下开开关关通通电电加加热热，开开始始煮煮饭饭，当当锅锅内内加加热热温温度度达达到到103 时时，铁铁氧氧体体失失去去铁铁磁磁性性，与与永永久久磁磁体体失失去
5、去吸吸引引力力，被被弹弹簧簧片片弹弹开，从而推开，从而推动动杠杆使触点开关断开杠杆使触点开关断开4光光传传感器的感器的应应用用火灾火灾报报警器警器(如如图图622)(1)组组成成：光光二二极极管管LED、光光电电三三极极管管和和不不透透明明的的挡挡板板(2)工工作作原原理理：平平时时光光电电三三极极管管收收不不到到LED发发出出的的光光，呈呈现现高高电电阻阻状状态态，烟烟雾雾进进入入罩罩内内后后对对光光有有散散射射作作用用，使使部部分分光光线线照照射射到到光光电电三三极极管管上上，其其电电阻阻减减小小与与传传感感器器连连接接的的电电路路检检测测出出这这种种变变化化，就会就会发发出警出警报报 图
6、图622核心要点突破核心要点突破一、一、传传感器感器问题问题分析分析1分析思路分析思路物物理理传传感感器器是是将将所所感感受受的的物物理理量量(如如力力、热热、光光等等)转转换换为为便便于于测测量量的的电电学学量量的的器器件件我我们们可可以以把把传传感器的感器的应应用用过过程分程分为为三个步三个步骤骤：(1)信息采集信息采集(2)信息加工、放大、信息加工、放大、传输传输(3)利用所利用所获获得的信息得的信息执执行某种操作行某种操作2分析分析传传感器感器问题问题要注意四点要注意四点(1)感受量分析感受量分析要要明明确确传传感感器器所所感感受受的的物物理理量量，如如力力、热热、光光、磁、声等磁、声
7、等(2)输输出信号分析出信号分析明明确确传传感感器器的的敏敏感感元元件件，分分析析它它的的输输入入信信号号及及输输出出信信号号，以以及及输输入入信信号号与与输输出出信信号号间间的的变变化化规规律律(3)电电路路结结构分析构分析认认真真分分析析传传感感器器所所在在的的电电路路结结构构，在在熟熟悉悉常常用用电电子子元元件件工工作作特特点点基基础础上上，分分析析电电路路输输出出信信号号与与输输入信号入信号间间的的规规律律(4)执执行机构工作分析行机构工作分析传传感感器器的的应应用用，不不仅仅包包含含非非电电学学量量如如何何向向电电学学量量转转化化的的过过程程，还还包包含含根根据据所所获获得得的的信信
8、息息控控制制执执行行机构机构进进行工作的行工作的过过程程即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1.(2011年年潮潮州州高高二二检检测测)压压敏敏电电阻阻的的阻阻值值会会随随所所受受压压力力的的增增大大而而减减小小一一同同学学利利用用压压敏敏电电阻阻设设计计了了判判断断升升降降机机运运动动状状态态的的装装置置，如如图图623甲甲所所示示，将将压压敏敏电电阻阻平平放放在在升升降降机机内内，受受压压面面朝朝上上，在在上上面面放放一一物物体体m，升升降降机机静静止止时时电电流流表表示示数数为为I0.某某过过程程中中电电流表的示数如流表的示数如图图乙所示，乙所示，则则在此在此过过程
9、中程中()图图623A物体物体处处于失重状于失重状态态B物体物体处处于超重状于超重状态态C升降机一定向上做匀加速运升降机一定向上做匀加速运动动D升降机可能向下做匀减速运升降机可能向下做匀减速运动动解解析析：选选BD.电电流流表表的的示示数数变变为为2I0且且保保持持不不变变，说说明明压压敏敏电电阻阻的的阻阻值值比比升升降降机机静静止止时时小小，压压敏敏电电阻阻所所受受压压力力变变大大，物物体体处处于于超超重重状状态态，即即物物体体具具有有向上的加速度，向上的加速度，B、D正确，正确，A、C错误错误二、常二、常见传见传感器的感器的应应用用实实例例1生活中的生活中的传传感器感器(1)与与温温度度控
10、控制制相相关关的的家家电电电电器器：电电饭饭煲煲、电电冰冰箱箱、微波炉、空微波炉、空调调、消毒碗柜等，都用到温度、消毒碗柜等，都用到温度传传感器感器(2)红红外外传传感感器器：自自动动门门、家家电电遥遥控控器器、生生命命探探测测器器、非接触非接触红红外外测测温温仪仪以及防盗、防火以及防盗、防火报报警器等警器等(3)照照相相机机中中的的光光传传感感器器和和家家用用便便携携式式电电子子秤秤的的压压力力传传感器等感器等2生生产产中的中的传传感器感器(1)湿湿度度传传感感器器：判判断断农农田田的的水水分分蒸蒸发发情情况况，自自动动供水或停水供水或停水(2)温温度度传传感感器器和和湿湿度度传传感感器器，
11、可可对对上上百百个个点点进进行行温温度度和和湿湿度度监监测测由由于于有有了了十十分分先先进进可可靠靠的的测测试试技技术术,有效地减少了霉有效地减少了霉变现变现象象(3)生生产产的的自自动动化化和和半半自自动动化化用用机机器器人人、自自动动化化小小车车、自自动动机机床床、各各种种自自动动生生产产线线或或者者系系统统，代代替替人人完完成成加加工工、装装配配、包包装装、运运输输、存存储储等等工工作作各各种种传传感感器器使使生生产产的的自自动动运运行行保保持持在在最最佳佳状状态态，以以确确保保产产品品质质量量，提提高高效效率率和和产产量量，节节约约原原材材料料等等(4)在在数数控控机机床床中中的的位位
12、移移测测量量装装置置，就就是是利利用用高高精精度度位位移移传传感感器器进进行行位位移移测测量量，从从而而实实现现对对零零部部件件的精密加工的精密加工3航天中的航天中的传传感器感器在在航航空空、航航天天技技术术领领域域，传传感感器器应应用用得得较较早早，也也应应用用得得较较多多，在在运运载载火火箭箭、载载人人飞飞船船中中，都都应应用用了了大大量量的的传传感感器器供供遥遥测测和和遥遥控控系系统统使使用用这这些些传传感感器器对对控控制制航航天天器器的的姿姿态态、接接收收和和发发送送信信息息、收收集集太太空空数数据据等等都都有有重重要要作作用用在在载载人人飞飞船船中中还还使使用用一一类类测测量量航航天
13、天员员各各种种生生理理状状况况的的生生理理传传感感器器，如如测测量量血血压压、心心电图电图、体温等、体温等即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2(2011年年威威海海高高二二检检测测)“嫦嫦娥娥二二号号”卫卫星星上上装装有有8种种24件探件探测仪测仪器，其中可能有器，其中可能有()A味味觉传觉传感器感器B气体气体传传感器感器C听听觉传觉传感器感器 D视觉传视觉传感器感器解解析析：选选D.“嫦嫦娥娥二二号号”月月球球卫卫星星是是为为探探测测月月球球而而发发射射的的在在轨轨卫卫星星，而而月月球球上上无无气气体体，所所以以不不需需要要气气体体传传感感器器和和听听觉觉传传感感器器
14、，当当然然也也用用不不到到味味觉觉传传感感器器,真真正正需需要要的的是是为为月月球球“画画像像”的的视视觉觉传传感感器器立立体体相相机机 如如图图624所所示示是是一一种种测测量量血血压压的的压压力力传传感感器器在在工工作作时时的的示示意意图图薄薄金金属属片片P固固定定有有4个个可可以以形形变变的的电电阻阻R1、R2、R3、R4，如如图图乙乙图图甲甲是是它它的的侧侧面面图图，这这4个个电电阻阻连连成成的的电电路路如如图图丙所示丙所示,试试回答下列回答下列问题问题：课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一力传感器的应用力传感器的应用例例例例1 1图图624(1)开开始始时时金金属属片片中中央央O点点
15、未未加加任任何何压压力力，欲欲使使电电压压表无示数，表无示数，则则4个个电电阻阻应满应满足怎足怎样样的关系？的关系？(2)当当O点点加加一一个个压压力力F后后发发生生形形变变，这这时时4个个电电阻阻也也随随之之发发生生形形变变，形形变变后后各各电电阻阻阻阻值值大大小小如如何何变变化化？【思思路路点点拨拨】电电压压表表无无示示数数也也就就是是A、B两两点点等等电电势势，即即R1与与R2的的分分压压情情况况和和R3与与R4的的分分压压情情况况完完全相同全相同(2)当当O点点加加垂垂直直于于金金属属片片的的压压力力后后，金金属属片片发发生生形形变变，由由于于电电阻阻是是固固定定在在金金属属片片上上的
16、的，因因此此R1、R4被被拉拉长长，R2、R3被被拉拉宽宽，即即R1、R4增增大大，R2、R3减小，减小，这时这时A、B两点两点电势电势不再相等不再相等【规规律律总总结结】分分析析传传感感器器类类问问题题，一一要要注注意意传传感感器器感感受受到到的的是是何何物物理理量量，二二要要注注意意敏敏感感元元件件输输出哪种出哪种电电信号信号变变式式训训练练1压压敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随所所受受压压力力的的增增大大而而减减小小，有有位位同同学学利利用用压压敏敏电电阻阻设设计计了了判判断断小小车车运运动动状状态态的的装装置置，其其工工作作原原理理如如图图625甲甲所所示示，将将压压敏敏电电阻阻和和一一块
17、块挡挡板板固固定定在在绝绝缘缘小小车车上上，中中间间放放置置一一个个绝绝缘缘重重球球小小车车向向右右做做直直线线运运动动过过程程中中，电电流流表表示示数如数如图图乙所示，下列判断正确的是乙所示，下列判断正确的是()图图625A从从t1到到t2时间时间内，小内，小车车做匀速直做匀速直线线运运动动B从从t1到到t2时间时间内，小内，小车车做匀加速直做匀加速直线线运运动动C从从t2到到t3时间时间内，小内，小车车做匀速直做匀速直线线运运动动D从从t2到到t3时间时间内，小内，小车车做匀加速直做匀加速直线线运运动动解解析析：选选D.由由小小球球受受力力可可知知：aFN，又又因因为为压压敏敏电电阻阻的的
18、阻阻值值随随压压力力增增大大而而减减小小，而而电电流流增增大大，则则I的的大大小小反反映映了了a的的大大小小，所所以以0t1内内I不不变变，小小车车做做匀匀加加速速运运动动，t1t2内内小小车车加加速速度度增增大大，t2t3内内小小车车做匀加速运做匀加速运动动 如如图图626所所示示，甲甲为为在在温温度度为为10 左左右右的的环环境境中中工工作作的的某某自自动动恒恒温温箱箱原原理理简简图图，箱箱内内的的电电阻阻R120 k、R210 k、R340 k，Rt为为热热敏敏电电阻，它的阻，它的电电阻随温度阻随温度变变化的化的图线图线如如图图乙所示乙所示,a、b端端电电压压Uab0时时，电电压压鉴鉴别
19、别器器会会令令开开关关S接接触触,恒恒温温箱箱内内的的电电热热丝丝发发热热，使使箱箱内内温温度度升升高高；当当a、b端端电电压压Uab0时时，电电压压鉴鉴别别器器会会令令开开关关S断断开开，停停止加止加热热，则则恒温箱内的温度可保持在恒温箱内的温度可保持在()类型二类型二温度传感器的应用温度传感器的应用例例例例2 2【答案答案】C【规规律律总总结结】本本题题利利用用热热敏敏电电阻阻为为传传感感器器，将将温温度度变变化化的的信信号号转转化化为为电电信信号号，结结合合电电子子线线路路来来控控制制加加热热电电器器正正确确的的电电路路分分析析、计计算算及及看看懂懂热热敏敏电电阻阻的的电电阻阻值值随随温温度度变变化化的的曲曲线线，是是解解决决本本类类习题习题的关的关键键
