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1、第三节 传感器的应用 (二)【知能准备】一温度传感器的应用电饭锅1电饭锅中的温度传感器主要元件是_，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁铁吸引，但是上升到约103时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度或“居里点。2感温铁氧体是用和混合烧制而成的。二温度传感器的应用测温仪1温度传感器可以把转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来。2测温仪中的测温元件可以是_、_、_等，还可以是_等。三光传感器的应用鼠标器、火灾报警器1机械式鼠标器内的码盘两侧分别装有红外发射管和红外接受管，两个红外接受管就是两个_。2有的火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的，其带孔
2、的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使局部光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。【同步导学】一、疑难分析1电饭锅的工作原理 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸引，手松开后，按钮不再恢复到初始状态，那么触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持1000c不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水份被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点1030c时感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点别离，切断电源
3、，从而停止加热。火灾报警器结构造外罩挡板LED图12机械式鼠标器的工作原理鼠标器移动时，滚球运动通过轴带动两个码盘转动，红外线接受管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的脉冲信号，计算机分别统计x、y两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。3火灾报警器的工作原理：如图1所示带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使局部光照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化后，就会发出警报。二、典型例题图2例1电饭煲的工作原理如图2所示，可分为两局部，即控制局部：由S
4、2、R1和黄灯组成，工作加热局部；有发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁钢限温开关，手动闭合，当此开关的温度到达居里点103时，自动断开，且不能自动复位，S2是一个双金属片自动开关，当温度到达7080时，自动断开，低于70时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过其电流必须较小，所以R1、R2起_作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70，所以S2是_填断开或闭合。接通电源并按下S1后，黄灯熄而红灯亮，R3发热，当温度到达7080时，S2断开，当温度到达103时饭熟，S1断开，当温度降到70以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2，R3填或或，假设用电饭煲烧水时，直到水被烧
5、干S1才会断开，试解释此现象。解析：R1、R2起的作用是限流，防止指示灯因电流过大而烧毁，S2是自动控温开关，当温度低于70时自动闭合，当温度高于7080时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2R3，由于开关S1必须当温度到达103时才自动断开，而水的沸点只有100，所以用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开图3例2如图3所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，A为光源，B为光电接受器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接受并转换成电信号，由电子电路记录
6、和显示。假设实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，那么要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是_；小车的速度表达式为V_；行程的表达式为S_。 解析：小车的速度等于车轮的周长与单位时内车轮转动圈数的乘积，设车轮的半径为R，单位时间内车轮转动圈数为K，那么有V2RK。假设齿轮的齿数为P，那么齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数为P，单位时间内的脉冲数为n，所以单位时间内齿轮转动圈数为np。由于齿轮与车轮同轴相连，他们在单位时间内转动圈数相等，即knp由以上可得V2Rp。同理，设车轮转动的累计圈数为k，那么有S2RK，且kNp所以S2RNp。可见，要测出小车的速度和行程，除单位时间内的脉冲
7、数n和累计脉冲数N外，还必须测出车轮半径R和齿轮的齿数同步检测1测温仪使用的是 A光传感器 B红外线传感器C温度传感器D超声波传感器2以下器件是应用光传感器的是 A鼠标器B火灾报警器C测温仪 D电子称3鼠标器使用的是 A压力传感器B温度传感器C光传感器D红外线传感器4.关于电饭锅的说法正确的选项是 A电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁B铁氧体在常温下具有铁磁性,温度很高时失去铁磁性C用电饭锅烧水,水开时能自动断电D用电饭锅煮饭时,假设温控开关自动断电后,它不能自动复位5应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是把_转变为_的一大优点。综合评价1有一电学元件，温度升高时电阻增大，那么这种元
8、件可能是金属导体绝缘体半导体超导体第2题2如下列图的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管电流越大，发出的光越强，且R与LED相距不变，以下说法正确的选项是 A当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小第3题C当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变3如下列图，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时 A电压表的示数减小BR2中的电流强度减小C小灯泡的功率增大D电路的路端电压升高4下面元件不属于温度传感器的是 A电熨斗B电饭锅C测温仪D鼠标器5用遥控
9、器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，以下属于这类传感器的是 A红外报警装置B走廊照明灯的声控装置C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器6火灾报警器使用的是 A光传感器 B温度传感器 C红外线传感器D超声波传感器第7题7将万用表的选择开关置于欧姆档，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，假设用不透光的黑纸将Rg包裹起来，表针将向_填 “左或“右转动，假设用手电筒光照射Rg，表针将向_填“左或“右转动。8请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路。9如下
10、列图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度到达居里点103时，会自动断开。S2是一个自动控温开关，当温度低于70时会自动闭合；温度高于80时，会自动断开。红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯。分流电阻R1R2500，计算加热电阻丝R350，两灯电阻不计。1分析电饭煲的工作原理。2计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比。第9题R1R2R3S1S23简要答复，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗10如下列图甲为在温度为10左右的环境中工作的自动恒温箱简图，箱内电阻R120k，R210k，R340 k，R1为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示。当a、b端
11、电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当Uab0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_。第10题R1R2R3Rt甲乙参考答案知能准备：一、1感温铁氧体，2氧化锰、氧化锌和氧化铁二、1温度，2热敏电阻、金属热电阻、热电偶，三、1光传感器【同步检测】1、C2、AB3、C4、BD5、非电学量电学量【综合评价】1、A2、A 3、BC4、D5、A 6、AB 7、左 右8、设计图如图，闭合S1后，有电流通过继电器，但R1较大，继电器产生的磁场较弱，当R1的温度升高，电阻减小，继电器产生的磁场显著增大， S2被吸下来，小灯泡发光，温度降低，磁性减弱，S2弹开，小灯泡熄灭，从而到达由温度控制灯炮的亮和灭。R19、1见例12加热时电饭煲消耗的电功率U2R并，保温时电饭煲消耗的电功率为 U2R1R并，R并R2R3R2R3500505005050011从而有p1p2R1R并R并50050011500111213如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80时，自动断开，功率降为P2，温度降低到70 ，S2自动闭合。温度只能在7080之间变化，不能把水烧开，不能煮熟饭。10、35解析：设电路路端电压为U，当Uab0时，有UR1R1R2UR3R3Rt解得Rt20k由图乙可知，当Rt20k时，t35