20xx粵教版高中物理選修3-23-1-3傳感器的應(yīng)用(參考版)
2024-11-21 03:12本頁面
【正文】 第三節(jié) 傳感器的應(yīng)用 1 ．了解傳感器在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用． 2 ．通常學(xué)習(xí)傳感器的應(yīng)用實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高觀察和分析能力． 一、常見的傳感器應(yīng)用實(shí)例 生活中的傳感器 ( 1) 與溫度控制相關(guān)的家用電器：電飯煲、電冰箱、微波爐、空調(diào)、消毒碗柜等，都用到溫度傳感器． ( 2) 紅外傳感器：自動(dòng)門、家電遙控器、生命探測(cè)器、非接觸紅外測(cè)溫儀以及防盜、防火報(bào)警器等． ( 3) 照相機(jī)中的光傳感器和家用便攜式電子秤的壓力傳感器等． 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 (1) 濕度傳感器：判斷農(nóng)田的水分蒸發(fā)情況，自動(dòng)供水或停水． (2) 現(xiàn)代糧庫采用溫度傳感器和濕度傳感器，可對(duì)上百個(gè)點(diǎn)進(jìn)行溫度和濕度監(jiān)測(cè)．由于有了十分先進(jìn)可靠的測(cè)試技術(shù)，有效地減少了霉變現(xiàn)象． 工業(yè)生產(chǎn)中的傳感器 ( 1) 生產(chǎn)的自動(dòng)化和半自動(dòng)化．用機(jī) 器人、自動(dòng)化小車、自動(dòng)機(jī)床、各種自動(dòng)生產(chǎn)線或者系統(tǒng)，代替人完成加工、裝配、包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等工作．各種傳感器使生產(chǎn)的自動(dòng)運(yùn)行保持在最佳狀態(tài)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高效率和產(chǎn)量，節(jié)約原材料等． ( 2) 在數(shù)控機(jī)床中的位移測(cè)量裝置，就是利用高精度位移傳感器進(jìn)行位移測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的精密加工． 飛行太空的傳感器 在航空、航天技術(shù)領(lǐng)域，傳感器應(yīng)用得較早，也應(yīng)用得較多，在運(yùn)載火箭、載人飛船中，都應(yīng)用了大量的傳感器供遙測(cè)和遙控系統(tǒng)使用．這些傳感器對(duì)控制航天器的姿態(tài)、接收和發(fā)送信息、收集太空數(shù)據(jù)等都有重要作用．在載人飛 船中還使用一類測(cè)量航天員各種生理狀況的生理傳感器，如測(cè)量血壓、心電圖、體溫等． 特別提示 (1) 從傳感器 “ 感知 ” 的非電學(xué)量入手來認(rèn)識(shí)不同傳感器的不同用途． (2) 傳感器的應(yīng)用離不開其他電學(xué)元件，它將 “ 感知 ” 到的非電學(xué)信息通過轉(zhuǎn)換元件把感知量或待測(cè)量轉(zhuǎn)換為易于測(cè)量的電學(xué)量，這些電學(xué)量再通過電路傳輸給計(jì)算機(jī)或自動(dòng)控制系統(tǒng)，達(dá)到控制、處理和測(cè)量的目的． 二、物理傳感器應(yīng)用問題的分析思路 傳感器應(yīng)用過程分析 傳感器的應(yīng)用過程分為三個(gè)步驟： ( 1) 信息采集 ( 2) 信息加工、放大、傳輸 ( 3) 利用所獲得的信息執(zhí)行某種 操作． 分析傳感器問題要注意以下三點(diǎn) ( 1) 傳感器感受的是哪種物理量 傳感器感受到的物理量主要有：力、熱、磁、光等． ( 2) 敏感元件有何特性，敏感元件怎樣將所感受到的物理量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量． 敏感元件各不相同，但都是對(duì)某種物理量敏感，并直接或通過電路將所感受到的信息轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，在分析中既要注意元件的敏感特性，又要注意電路特點(diǎn)，要明確轉(zhuǎn)換前后非電學(xué)量與電學(xué)量間的定量關(guān)系． ( 3) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)怎樣根據(jù)傳感器所提供的電學(xué)信息進(jìn)行工作． 傳感器的應(yīng)用，不僅包含非電學(xué)量向電學(xué)量的轉(zhuǎn)化過程，還包含根據(jù)所獲信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn) 行工作的過程． ① 以力傳感器為例： 傳感器感受力的信息 ( 如大小、方向是否變化等 ) 后轉(zhuǎn)化為電壓、電流、電阻等電學(xué)量，然后經(jīng)過放大，傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行某種操作 ( 如借助繼電器控制電路通斷，借助儀表進(jìn)行顯示等 ) ． ② 以光傳感器為例： 光傳感器感受光的信息 ( 如光的強(qiáng)弱、顏色等 ) 通過敏感元件 ( 如光敏電阻、光電池等 ) 將光的信息轉(zhuǎn)化為電阻、電流等電學(xué)量，然后經(jīng)過放大，傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)后執(zhí)行某種操作． 一、溫度傳感器的應(yīng)用 電熨斗 ( 1) 電熨斗的構(gòu)造：如 圖 3 3 1 所示． 圖 3 3 1 ( 2) 工作原理 電熨斗的自動(dòng)溫控原理：內(nèi)部裝有雙金屬片的溫度傳感器，如圖
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