【導(dǎo)讀】時，本節(jié)教學(xué)可讓學(xué)生通過試驗來感受結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度?！皳淇伺平ㄖＰ偷闹谱鳌被?。深對穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的理解?！盎顒犹崾尽币徊讲竭M行活動。教師可以根據(jù)實際情況，靈活處理該活動，可以將它用在學(xué)。結(jié)構(gòu)與地面所形成的支撐面的大?。桓鳂?gòu)件之間的連接方式。承受比較大的拉力，但是受壓力非常小。度和穩(wěn)固性各有不同的變化。但是卷曲時表面很難光滑；多張撲克牌疊加后，能夠承受更大的力。形象地了解穩(wěn)固性的試驗方法。同學(xué)設(shè)計的方案可以用草圖加說明的形式來表達。建議要求每位學(xué)生都有自己的設(shè)計方。以安排4位同學(xué)組成一個小組，每個小組制作兩個相同的建筑模型結(jié)構(gòu)。有破壞的模型進行最后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的分析。試驗報告的格式，完成活動提示7的技術(shù)試驗報告。其他輔助材料，以增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。4．4的設(shè)計方案時，應(yīng)注意如下情況。

　　

【正文】 題討論 1. B、 C。 2. 在家里，已經(jīng)使用報警器的地方：部分電器具有漏電提醒、定時超時提醒、過熱提醒，車門沒關(guān)好提醒、車輛胎壓異常監(jiān)測報警。 家里 需要安裝報警裝置 的地方：廚房煤氣或天然氣易泄露場所、門窗防盜報警、盆栽土壤干濕度報警、戶外晾衣架上需要下雨提醒。（根據(jù)需要選擇） 項目 采用傳感器 電飯煲煮飯完成提醒 熱敏傳感器 微波爐微波完成提醒 電磁傳 感器 車門沒關(guān)好報警 磁敏傳感器 紅外線傳感器 紅外線 檢測無需接觸的能輻射紅外線物 在家庭、辦公室、小區(qū)等場合進行防盜報警 光敏傳感器 光照 檢測光強變化 保險柜、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中塑料大棚對光照的控制 熱敏傳感器 熱量 熱變化提醒 需要防火、過熱監(jiān)控場所 聲敏傳感器 聲音 檢測異常聲音 安全防護場所和事故（聲）突發(fā)場所 煙霧傳感器 煙霧 檢測煙霧突起 預(yù)防火災(zāi)發(fā)生場所、控煙場所 力敏傳感器 壓力 檢測壓力 氧氣罐壓強報警、水管液壓壓力報警、輪胎氣體壓強報警、電梯超重報警等等。 磁敏傳感器 磁場 因外 界因素使得本系統(tǒng)變化而報警 居室、倉庫、密室等門窗“電子狗” 通用技術(shù)必修 2 技術(shù) 與設(shè)計 2 學(xué)生活動 手冊參考答案 2020 年 版 車輛胎壓異常報警 力敏傳感器 三、補充資料 （ 一 ） 報警器 1. 簡介 報警器（ alarm) ，是一種為防止或預(yù)防某事件發(fā)生所造成的后果，以聲音、光、氣壓等形式來提醒或警示我們應(yīng)當采取某種行動的電子產(chǎn)品。隨著科技的進步，機械式報警器越來越多地被先進的電子報警器替代，普遍應(yīng)用于系統(tǒng)故障、安全防范、交通運輸、醫(yī)療救護、應(yīng)急救災(zāi)、感應(yīng)檢測等領(lǐng)域，與社會生產(chǎn)密不可分。 報警器根據(jù)其使用環(huán)境的不同可分為以下幾種類別：家用報警器 ； 商用報警器 ； 火災(zāi)報警器 ； 溫度報警器 ； 煙 霧報警器 ； 氣體報警器 。 報警器主要利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)或則無線手機 網(wǎng)絡(luò)，通過無線或則有線的方式，連通主人電話，或則手機，實現(xiàn)遠程防盜功能的電子產(chǎn)品。紅外探測器。門磁，煙霧探測器，紅外柵欄等。隨著國內(nèi)安防市場的發(fā)展，防盜器市場也日漸完善成熟起來。 （ 二 ） 三極管 1. 簡介 三極管 ， 全稱應(yīng)為半導(dǎo)體三極管 ， 也稱雙極型晶體管 ， 晶體三極管 ， 是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件 ， 其作用是把微弱信號放大成輻值較大的電信號 。 2. 工作原理 晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一 種又有 NPN和 PNP 兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅 NPN 和鍺 PNP 兩種三極管，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹 NPN 硅管的電流放大原理。 對于 NPN 管，它是由 2塊 N 型半導(dǎo)體中間夾著一塊 P 型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的 PN 結(jié)稱為發(fā)射結(jié) ,而集電區(qū)與基區(qū)形成的 PN 結(jié)稱為集電結(jié) ,三條引線分別稱為發(fā)射極 e、基極 b 和集電極 c。當 b 點電位高于 e 點電位零點幾伏時，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而 C 點電位高于 b 點電位幾伏時，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源 Ec 要高于基極電源 Ebo。 Ie=Ib+Ic 這就 是說，在基極補充一個很小的 Ib，就可以在集電極上得到一個較大的 Ic，這就是所謂電流放大作用， Ic 與 Ib 是維持一定的比例關(guān)系，即： β 1=Ic/Ib 式中：β 1稱為直流放大倍數(shù)， 集電極電流的變化量△ Ic 與基極電流的變化量△ Ib 之比為： β = △ Ic/△ Ib 式中β 稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時β 1 和β的數(shù)值相差不大，所以有時通用技術(shù)必修 2 技術(shù) 與設(shè)計 2 學(xué)生活動 手冊參考答案 2020 年 版 為了方便起見，對兩者不作嚴格區(qū)分，β值約為幾十至一百多。 三極管是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩? 3. 三極管的分類 （ 1） 按材質(zhì)分 : 硅管、鍺管 。 （ 2） 按結(jié)構(gòu)分 : NPN 、 PNP（如圖所示） 。 （ 3） 按功能分 : 開關(guān)管、功率管、達林頓管、光敏管等 。 （ 4） 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管 。 （ 5） 按工作頻率分：低頻管、高頻管、超頻管 。 （ 6） 按結(jié)構(gòu)工藝分：合金管、平面管 。 （ 7） 按安裝方式 :插件三極管、貼片三極管 。 4. 晶體三極管 的 判斷口訣 三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學(xué)者的一項基本功，為了迅速掌握測判方法，總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極； PN 結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準 ，動嘴巴?！? （ 三 ） 傳感器 1. 簡介 傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 常將傳感器的功能與人類 5 大感覺器官相比擬： 光敏傳感器 —— 視覺 聲敏傳感器 —— 聽覺 氣敏傳感器 —— 嗅覺 化學(xué)傳感器 —— 味覺 流體傳感器 —— 觸覺 敏感元件的分類： 物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。 化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。 生物類， 基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。 通用技術(shù)必修 2 技術(shù) 與設(shè)計 2 學(xué)生活動 手冊參考答案 2020 年 版 通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。 3. 常見種類 （ 1）熱電阻傳感器 熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅，此外，已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。 熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種 傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量 200℃～ +500℃范圍內(nèi)的溫度。 熱電阻傳感器分類： a. NTC 熱電阻傳感器：該類傳感器為負溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而減小。 b. PTC 熱電阻傳感器：該類傳感器為正溫度系數(shù)傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而增大。 （ 2）光敏傳感器 光敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、 紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、 CCD和 CMOS 圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產(chǎn)量最多、應(yīng)用最廣的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術(shù)引中占有非常重要的地位。最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，當光子沖擊接合處就會產(chǎn)生電流。 光電管 光電管結(jié)構(gòu)示意圖 光電管電路 通用技術(shù)必修 2 技術(shù) 與設(shè)計 2 學(xué)生活動 手冊參考答案 2020 年 版 （ 四 ） 自動化之路 自動化之路 通用技術(shù)必修 2 技術(shù) 與設(shè)計 2 學(xué)生活動 手冊參考答案 2020 年 版 從刀耕火種的年代起，人們 就夢想著省時省力地生產(chǎn)出更多的東西，來滿足人們生活的需要。人們在幾千年的生產(chǎn)過程中，發(fā)明了很多節(jié)省力氣的工具，如在河流上建造的水車。可以通過水的沖擊帶動輪子轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)灌溉、淘米等工作。 工業(yè)革命的到來，為自動化的發(fā)展帶來了巨大的動力。 1788 年，為了解決工業(yè)生產(chǎn)中蒸汽機的速度控制問題，瓦特在自己發(fā)明的蒸汽機上安裝了一個飛球，并將它與蒸汽機的閥門連接在一起。這樣當蒸汽機的轉(zhuǎn)速太快時，飛球升高，使閥門開的小些，蒸汽機會減速。瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了自動調(diào)節(jié)裝置的應(yīng)用和研究。這項發(fā)明的成功表明自動化技術(shù)已具 雛形。但是這些發(fā)明都是在人們工作檢驗中產(chǎn)生的，沒有形成理論的指導(dǎo)。直到一百多年后，美國數(shù)學(xué)家維納與墨西哥生物學(xué)家羅森布盧埃特合作，經(jīng)過從 1934 年到 1947 年的十幾年研究，最終提出了自動化的理論基礎(chǔ)著作 —— 控制論。標志著自動化技術(shù)的正式誕生。從誕生到現(xiàn)在，自動化技術(shù)在各個領(lǐng)域大顯身手，飛機導(dǎo)航、交通運輸、導(dǎo)彈控制中到處都是自動化技術(shù)的應(yīng)用。 1970 年 4 月，在美國芝加哥召開的首屆國際機器人大會上，多數(shù)科學(xué)家主張將自動化技術(shù)命名為“ 賽伯 ” 。賽伯一詞來源于希臘文，意思為 “ 掌舵人 ” ，轉(zhuǎn)意為 “ 管理人的藝術(shù) ” 。維 納首先在他的自動化技術(shù)的經(jīng)典著作《控制論，或關(guān)于動物在動物和機器中控制與通訊的科學(xué)》中，首先使用了cyberics（賽伯）一詞。人們?yōu)榱思o念維納在自動化發(fā)展中的巨大貢獻，最后決定將自動化技術(shù)命名為賽伯。 雖然直到 1788 年瓦特發(fā)明蒸汽機的速度調(diào)節(jié)器，自動化技術(shù)才開始進入到工業(yè)生產(chǎn)的使用領(lǐng)域。但是人們在幾千年的勞動過程中，早已經(jīng)利用自己聰明的頭腦創(chuàng)造出了一些巧奪天工的裝置，這些自動化裝置體現(xiàn)了朦朧的自動化思想。 電視連續(xù)劇《三國演義》時，不知注意到了劇中提到的木牛流馬沒有。這種木牛流馬傳說就是 諸葛亮發(fā)明的一種自動裝置。它可以不用牲畜做動力，而是使用類似彈簧的裝置來提供動力，幫助諸葛亮的軍隊運送戰(zhàn)略物資。這雖然只是個傳說，但是卻體現(xiàn)了人們對于自動化裝置的向往。 如果說諸葛亮的木牛流馬只是一個傳說。而同樣是三國時期的我國古代發(fā)明家馬均發(fā)明的指南車則確有其事。這種指南車上有一個小木人，無論如何向前、向后、還是轉(zhuǎn)彎，小木人的手一直指向南方。這種裝置好像現(xiàn)代的自動定向儀。后來在魏晉時期又出現(xiàn)了記里鼓車。記里鼓車分上下兩層，上層設(shè)一口鐘，下層設(shè)一鼓。車上有一木人，峨冠錦袍，坐于車的下層。車走十里， 小木人擊鼓一次；每擊鼓十次，小木人就上升到上一層，擊鐘一次，煞是有趣。這種裝置是利用齒輪傳動的原理來實現(xiàn)的，其實我們現(xiàn)在汽車上用的很多里程表所用原理也一樣，與這種里程鼓車沒有什么區(qū)別。 在國外，在古代也有很多制造巧妙的裝置， 2020 年前的古希臘，有一個非常出色的技師叫希羅，他經(jīng)常向阿基米德等科學(xué)家請教、學(xué)習，制造出了許多機器。有神殿自動門、神水自動出售機、里程表等。神殿自動門當有人拜神時，點燃祭壇上的油火，油火產(chǎn)生的熱量就會使一個箱子里的空氣膨脹，然后膨脹的空氣就會推動大門，使大門打開。當拜神的人把油火熄滅后，空氣受冷縮小，大門于是就會關(guān)閉。當時的人們由于沒有什么科學(xué)知識，還以通用技術(shù)必修 2 技術(shù) 與設(shè)計 2 學(xué)生活動 手冊參考答案 2020 年 版 為是神仙顯靈，為他們開門呢！其實這種裝置也就是現(xiàn)在人們經(jīng)常使用的發(fā)動機的原理。 到了 17 世紀中葉，工業(yè)生產(chǎn)突飛猛進，科學(xué)技術(shù)日新月異。這個時期的人們思想異?；钴S，用機器工作的愿望比任何時候都更加強烈。哈格里夫斯是英國的一名普通工人，但是他卻發(fā)明了紡紗機，他的妻子是一個紡紗工人，每天都在辛苦的工作，但是還是不能滿足織布用。于是他想為自己的妻子作一個效率高的紡車，但是總也沒有好的主意。有一天他不小心將妻子的紡車碰倒了，奇怪 的是，原來水平放置的紡錘直立了起來，但是線卻沒有斷，紡錘還在動，看到了這個情景，他有了靈感。他在原來的紡車上加了好幾個紡錘，再用一個輪子帶動它們，老紡車一下子成為了一個一次可以紡出很多紡線的新紡車。這種紡車的問世，打響了機械化生產(chǎn)的第一炮，也加快了自動化的發(fā)展。我國古代也有了這種紡織機，蜀錦機是我國古代織造技術(shù)最高成就的代表。織造時上下兩人配合，一人拉花，一人踏桿，引緯織造。 人類自從開始勞動以來，就不斷尋求著能夠代替自己進行勞動的機器。正是這種愿望，使一代代勞動人民發(fā)揮他們的聰明才智創(chuàng)造出了許多的自 動化裝置，也正是這種愿望，才使我們今天的自動化技術(shù)在各個領(lǐng)域里發(fā)揮著巨大作 用。 現(xiàn)代樓宇自控系統(tǒng) ： 云辦公系統(tǒng) 視頻會議 智能停車場 樓宇一卡通系統(tǒng) 能效管理系統(tǒng) 安防系統(tǒng)